Tấm khiên Trái Đất mỏng dần, bức xạ vũ trụ đang lặng lẽ bào mòn con người
Bức xạ vũ trụ là yếu tố tiềm ẩn nhiều nguy cơ sinh học cho con người, từ phá vỡ ADN, tăng nguy cơ ung thư đến ảnh hưởng hệ thần kinh.
Thách thức vô hình nhưng nghiêm trọng đối với con người
Bức xạ vũ trụ là một trong những yếu tố môi trường nguy hiểm nhất mà con người phải đối mặt khi rời khỏi bề mặt Trái Đất. Theo chuyên gia Dimitra Atri thuộc Đại học New York Abu Dhabi, đây là các hạt năng lượng cao di chuyển gần bằng vận tốc ánh sáng, phát sinh từ các vụ nổ siêu tân tinh hoặc hoạt động của Mặt Trời, liên tục bắn phá Trái Đất từ nhiều hướng.
Tuy phần lớn bức xạ bị chắn bởi khí quyển và từ trường, nhưng ở liều cao, nó có khả năng phá vỡ phân tử ADN, tổn thương mô sinh học, làm tăng nguy cơ ung thư, đục thủy tinh thể và ảnh hưởng tiêu cực đến khả năng sinh sản. Bức xạ cũng được cho là có thể cản trở quá trình tạo tế bào não mới neurogenesis, vốn rất quan trọng với sức khỏe thần kinh.
Trên Trái Đất, khí quyển hấp thụ phần lớn bức xạ, chỉ để lại một lượng nhỏ tiếp cận được bề mặt. Từ trường của Trái Đất hoạt động như một lớp lá chắn chống lại bức xạ không gian. Do đó, trung bình mỗi người chỉ tiếp xúc với khoảng 3 millisievert bức xạ mỗi năm – một mức tương đối an toàn.
Tuy nhiên, độ tiếp xúc này tăng theo độ cao. Người sống ở các khu vực cao như Denver (Mỹ) nhận nhiều bức xạ hơn người dân ở vùng thấp như Miami. Trên máy bay, hành khách và phi hành đoàn còn tiếp xúc nhiều hơn do gần với tầng khí quyển mỏng. Một chuyến bay khứ hồi xuyên nước Mỹ có thể tương đương với một lần chụp X-quang ngực. Với người thường xuyên bay, như phi công hay tiếp viên, lượng tích lũy bức xạ là điều đáng quan tâm.
Các nghiên cứu của Đại học Harvard cho thấy bức xạ có thể góp phần gây ra các vấn đề sức khỏe ở phi hành đoàn. Dù vậy, vì họ vẫn ở trong từ trường và khí quyển Trái Đất, liều lượng này được xem là chưa vượt ngưỡng nguy hiểm nghiêm trọng như trong môi trường không gian.
Bức xạ trở thành mối đe dọa hàng đầu
Sau khi vượt ra khỏi lớp khí quyển bảo vệ, con người đối mặt với môi trường bức xạ mạnh hơn nhiều. Phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), nơi quay quanh Trái Đất ở độ cao khoảng 400 km tiếp xúc với lượng bức xạ vũ trụ tương đương với một năm sống trên bề mặt Trái Đất chỉ sau khoảng một tuần làm việc.
Với các sứ mệnh bay xa như lên Mặt Trăng hoặc Sao Hỏa, nguy cơ từ bức xạ trở nên đáng kể hơn. Robot Curiosity từng đo được rằng hành trình 253 ngày đến sao Hỏa có thể khiến phi hành gia tiếp xúc với khoảng 0,66 sievert – tương đương với 660 lần chụp X-quang ngực. Bầu khí quyển của sao Hỏa mỏng hơn Trái Đất đến 100 lần, đồng nghĩa với việc ít có sự bảo vệ trước bức xạ hơn. Nếu sống và làm việc trên bề mặt hành tinh đỏ trong khoảng 500 ngày, con người có thể tiếp xúc với liều lượng bức xạ lên tới 1 sievert – gấp 10 lần so với một nhiệm vụ 6 tháng trên ISS.
Trước thách thức này, giới nghiên cứu đang tìm kiếm các giải pháp công nghệ. Các đề xuất bao gồm thiết kế tàu vũ trụ có tấm chắn làm từ nước hoặc vật liệu giàu hydro. Ngoài ra, việc phát triển các loại thuốc hoặc phương pháp y học để giảm tác động sinh học của bức xạ cũng đang được triển khai.
Tuy nhiên, một số nhà khoa học cho rằng, để đảm bảo an toàn lâu dài, cần có phương pháp kết hợp giữa che chắn vật lý và can thiệp y sinh. Đồng thời, việc nghiên cứu sâu hơn về cơ chế tổn thương do bức xạ ở cấp độ tế bào và phân tử sẽ là nền tảng quan trọng để bảo vệ con người trong các hành trình dài ngày ra ngoài không gian.