Sinar Kosmik Galaktik — Hanya Beberapa Tantangan Misi Mars
Akankah Mars Misi astronot mengembangkan leukemia dari perjalanan mereka ke Planet Merah? Mungkin terdengar seperti pertanyaan aneh, tetapi studi yang didanai NASA mencari segala macam hal untuk persiapan apa yang mungkin merupakan lompatan besar lain bagi umat manusia — perjalanan berawak ke Mars. Perjalanan dengan kru manusia dapat dimulai segera setelah 2030-an. Ada fase yang berbeda dari proyek penting ini, dan perencanaan dan penelitian telah dimulai.
Anda dapat melihat semua rencana, termasuk tiga fase eksplorasi yang berbeda, di situs “Journey to Mars Overview” NASA.
Misi berawak ke Mars datang dengan banyak bahaya, beberapa diketahui dan beberapa mungkin tidak diketahui. Salah satu kekhawatiran bagi pelancong masa depan adalah dampak dari radiasi ruang angkasa pada kesehatan manusia. Dalam sebuah penelitian baru yang didanai NASA, para peneliti telah menemukan bahwa radiasi ruang angkasa dalam dapat meningkatkan risiko leukemia pada astronot, yang disebabkan oleh perubahan sel-sel induk vital di sumsum tulang yang menimbulkan semua sel darah baru di tubuh.
Radiasi Dari X-rays dan CT Scans
Paparan radiasi membawa potensi bahaya . Ada radiasi pengion dan radiasi non-pengion.
Sementara radiasi non-pengion, seperti sinar UV dari matahari, dapat merusak, Anda biasanya dapat melindungi diri dari jenis radiasi ini dengan mudah. Radiasi pengion lebih sulit dihindari. Radiasi pengion dapat bergerak melalui substansi dan mengubah muatan atom di material sekitarnya.
Partikel yang terkait dengan radiasi pengion di ruang angkasa berasal dari partikel sabuk radiasi terperangkap (Van Allen Belts), sinar kosmik, dan partikel suar matahari.
Dalam kasus radiasi yang digunakan untuk mengobati kanker, manfaat radiasi pengion terapeutik (membunuh sel kanker) ditimbang terhadap risiko dari paparan tersebut, seperti komplikasi jangka pendek dan jangka panjang, termasuk munculnya keganasan baru beberapa tahun kemudian.
Demikian juga, paparan radiasi pada x-ray dan CT scan tidak dianggap enteng, karena paparan kumulatif dan tidak perlu terhadap radiasi medis dan diagnostik juga dapat menambah risiko seumur hidup seseorang terhadap keganasan .
Radiasi Dari Galactic Cosmic Rays
Radiasi pada dasarnya energi perjalanan, dan sinar kosmik galaksi (GCR) adalah salah satu bentuk radiasi yang sangat menarik karena berkaitan dengan perjalanan ruang angkasa. GCR kebanyakan berasal dari luar tata surya kita, tetapi umumnya dari dalam galaksi Bima Sakti kita. GCR pada dasarnya berat, ion berenergi tinggi dari unsur-unsur yang telah mengambil semua elektron mereka saat mereka melintasi galaksi di hampir kecepatan cahaya.
Radiasi ruang jauh berbeda dari apa yang kita alami di permukaan Bumi — atau bahkan di orbit Bumi yang rendah — karena ada lebih banyak "lalu lintas" sinar kosmik galaksi energi tinggi di luar sana, selain radiasi dari peristiwa matahari dan dari sabuk radiasi yang lebih dekat ke rumah. Bumi memiliki sabuk radiasi yang disebut sabuk Van Allen yang memanjang sekitar 1.000 hingga 60.000 kilometer di atas permukaan.
Medan magnet Bumi membelokkan radiasi dan melindungi atmosfer Bumi dari kehancuran, tetapi misi Mars membutuhkan perjalanan luar angkasa.
Terlebih lagi, Mars kehilangan miliaran medan magnet tahun lalu, jadi bagi manusia yang akhirnya menginjakkan kaki di Planet Merah, tidak akan ada perlindungan yang menunggu mereka. NASA sangat menyadari bahaya ini dan sedang mengerjakan solusi yang mungkin. Ilmuwan NASA bahkan telah meningkatkan prospek menciptakan medan magnet buatan di sekitar Mars untuk melindungi misi masa depan.
Apa Yang Dapat Dilakukan Sinar Kosmis Galaktik untuk Manusia?
Dampak radiasi pada manusia di ruang angkasa sedang diperiksa dalam sejumlah cara yang berbeda, dan itu bukan hanya leukemia dan keganasan yang dikhawatirkan para ilmuwan. NASA juga melakukan penelitian terhadap astronot luar angkasa, bagaimana paparan semacam itu dapat mempengaruhi kognisi dan perilaku, dan bagaimana gen bereaksi terhadap radiasi — dan secara spesifik, gen mana yang dinyalakan dan gen mana yang dimatikan oleh eksposur semacam itu.
Kehidupan di Mars dapat meningkatkan risiko leukemia, menurut data yang dikumpulkan oleh tim peneliti dari Wake Forest Baptist Medical Center. Kelompok ini menyelidiki dampak potensial dari radiasi ruang angkasa secara khusus pada sel induk hematopoietik manusia (HSCs). HSC sebenarnya adalah sel punca yang sama seperti yang pernah Anda dengar yang digunakan sebagai pengobatan kanker dalam beberapa kasus.
Ketika seorang pasien memiliki kemoterapi dosis tinggi yang direncanakan untuk membunuh sel-sel kanker, kemoterapi juga dapat mengambil korban pada sel-sel induk. Karena itu, transplantasi sumsum tulang , atau transplantasi sel induk hematopoietik, dapat dilakukan untuk meningkatkan kemampuan pasien untuk mendapatkan awal yang segar dengan sel-sel pembentuk darah baru yang sehat. Ini adalah sel-sel pembentuk darah yang sama di sumsum tulang Anda yang menghasilkan semua sel darah baru Anda seperti yang lama usang. Sel matang dalam darah termasuk sel darah merah yang mengangkut oksigen dari paru-paru ke seluruh tubuh Anda, tetapi juga sel-sel putih yang membantu melawan infeksi dan keganasan.
Tim di Wake Forest mengambil HSC pembentuk darah ini dari donor sehat yang berusia antara 30 dan 55 tahun dan memaparkannya pada radiasi simulasi dan GCR seperti sinar yang diharapkan untuk membombardir astronot selama misi Mars. Mereka menganalisis sel di laboratorium setelahnya dan menemukan bahwa radiasi mempengaruhi sel-sel di tingkat sel induk, menyebabkan mutasi pada gen yang mempengaruhi kemampuan mereka untuk berkembang menjadi sel-sel darah dewasa. Paparan radiasi mengurangi kemampuan sel induk untuk menghasilkan hampir semua jenis sel darah, dan kapasitas mereka untuk membuat sel baru sering berkurang sebanyak 60 hingga 80 persen, menurut Christopher Porada, peneliti senior pada proyek tersebut.
Pengurangan seperti apa dalam sel-sel darah mungkin berarti untuk astronot adalah sesuatu yang sudah diketahui oleh banyak pasien kanker darah - penurunan sel darah merah dapat menyebabkan anemia , dengan gejala seperti kelelahan, kelemahan, sesak napas, dan toleransi latihan yang buruk. Pengurangan sel darah putih dapat mengurangi pertahanan kekebalan tubuh, meningkatkan kerentanan terhadap infeksi. Dan pengurangan trombosit dapat membuat seseorang lebih rentan terhadap masalah pembekuan dan pendarahan, dengan memar abnormal atau perdarahan.
Menggunakan Tikus untuk Menemukan Lebih Banyak Lagi
Seringkali dalam penelitian medis, temuan yang tampaknya berlaku di laboratorium tidak dapat direproduksi atau diverifikasi ketika hal itu penting, dalam kehidupan nyata, makhluk hidup yang bernafas — atau tikus untuk memulai. Untuk mencoba mendapatkan wawasan tentang bagaimana paparan radiasi mungkin terlihat pada makhluk hidup, tim di Wake Forest mencangkokkan HSC yang diradiasi GCR ke tikus.
Tikus terus mengembangkan leukemia limfoblastik akut sel T. Tim menggambarkan ini sebagai demonstrasi pertama bahwa radiasi angkasa dalam dapat meningkatkan risiko leukemia pada manusia.
Leukemia limfoblastik akut sel T (T-ALLs) adalah kanker darah agresif yang dihasilkan dari perubahan ganas pada sel-sel yang menimbulkan T-sel, atau sel darah putih yang dikenal sebagai T-limfosit. T-SEMUA menyumbang 10 persen hingga 15 persen dari SEMUA anak dan 25 persen SEMUA dewasa. Pasien dengan T-ALL sering memiliki sumsum tulang yang telah dikemas dengan limfoblas sel T yang belum matang, serta jumlah sel darah putih yang tinggi, tumor di daerah dada, dan seringnya keterlibatan sistem saraf pusat pada saat diagnosis. Cure lebih dari 75 persen pada anak-anak dan sekitar 50 persen pada orang dewasa telah terlihat dengan penyakit ini.
Garis Bawah Dari Studi Mouse
Penemuan para peneliti memungkinkan mereka untuk menyimpulkan bahwa dua efek radiasi yang berbeda mungkin telah bekerja dalam munculnya leukemia. Pertama, mereka menemukan kerusakan genetik pada HSC dapat langsung mengarah pada pengembangan leukemia. Kedua, radiasi juga merusak kemampuan HSC untuk membuat sel T dan B baru, keduanya sel darah putih yang dapat terlibat dalam memerangi penjajah asing seperti bakteri, tetapi juga sel tumor. Jadi, Anda tidak hanya memiliki perubahan genetik dalam sel-sel induk yang dapat menyebabkan leukemia, tetapi Anda juga memiliki gangguan sistem kekebalan dalam hal kemampuannya untuk menghilangkan sel-sel ganas yang muncul dari mutasi yang disebabkan radiasi.
> Sumber
> Dachev T, Horneck G, Häder DP, dkk. Profil waktu paparan radiasi kosmik selama Misi EXPOSE-E: Instrumen R3DE. Astrobiology . 2012; 12 (5): 403-411.
> Van Vlierberghe P, Ferrando A. Dasar molekuler dari leukemia limfoblastik akut sel T. J Clin Invest . 2012; 122 (10): 3398-3406.