|
Какое количество пыли с Марса безопасно для дыхания
|
|
|
|
НАСА опубликовало отчет, в котором рекомендуют установить первоначальный санитарный стандарт для марсианской пыли, которую астронавты могут вдыхать во время будущих миссий. Хотя до отправки людей на Марс еще много лет, НАСА необходимо установить пределы безопасности уже сейчас. Разработка и тестирование космических аппаратов, скафандров и жилых модулей занимает годы, и инженерам необходима измеримая цель для разработки воздушных фильтров, шлюзов и систем очистки скафандров, которые обеспечат безопасность астронавтов.
|
|
|
|
Марсианская пыль представляет собой необычную проблему. Она чрезвычайно мелкая, может электростатически прилипать к скафандрам и оборудованию и может содержать химические вещества и минералы, которые могут нанести вред легким. Астронавты могут приносить ее в свои жилые помещения каждый раз, когда возвращаются с работы на поверхности планеты. Установление стандарта сейчас также позволит НАСА начать тестирование технологий контроля пыли задолго до запуска марсианской миссии.
|
|
|
|
Шонна Моррисон, профессор кафедры наук о Земле и планетах в Школе искусств и наук Ратгерского университета и член Рабочей группы НАСА по определению предельного уровня марсианской пыли, внесла свой вклад в отчет, используя свои знания в области марсианской минералогии. Группа опиралась на наблюдения марсоходов и посадочных аппаратов, лабораторные модели и исследования лунной пыли для оценки рисков, связанных с марсианской пылью, которая никогда ранее не доставлялась на Землю для непосредственного изучения.
|
|
|
|
|
|
|
Моррисон, минералог и планетолог, рассказывает о том, почему НАСА нуждается в стандарте по содержанию пыли уже сейчас, как был разработан предлагаемый предел и что ученым еще предстоит узнать, прежде чем астронавты отправятся на Марс.
|
|
|
|
Что рекомендовала Рабочая группа по определению предельного уровня марсианской пыли и что этот предел будет означать на практике для астронавтов?
|
|
|
|
Рабочая группа поддержала предложенный НАСА первоначальный предел в 0,1 миллиграмма мелкодисперсной марсианской пыли на кубический метр воздуха, усредненный за 24 часа, для сценариев воздействия, длящихся до 30 дней.
|
|
|
|
Ограничение заключается не столько в том, чтобы указывать астронавтам, что делать каждую минуту, сколько в том, чтобы дать инженерам измеримые требования к вентиляции, фильтрации, очистке скафандров и проектированию жилого модуля.
|
|
|
|
На практике это дает проектировщикам миссий целевой показатель того, насколько чистым должен быть воздух внутри марсианского жилого модуля, с особым учетом необходимости учитывать, когда астронавты возвращаются с поверхности, неся пыль на скафандрах и оборудовании — вероятно, наиболее распространенный источник пыли внутри модуля.
|
|
|
|
Почему марсианская пыль может представлять опасность для здоровья?
|
|
|
|
Очень мелкая пыль может проникать глубоко в легкие, где может вызывать раздражение или воспаление, особенно при повторном или длительном воздействии.
|
|
|
|
Марсианская пыль также может содержать реактивные железосодержащие фазы, опасные химические соединения, известные как перхлораты, марганец, хром, сульфаты и другие компоненты, которые необходимо учитывать, хотя в нашем отчете сделан вывод, что контроль общего количества пыли, вероятно, является наиболее практичным и значимым способом защиты экипажей в ближайшей перспективе.
|
|
|
|
Поскольку образцы марсианской пыли из атмосферы не доставлялись на Землю, как группа определила безопасный уровень воздействия?
|
|
|
|
НАСА разработало стандарт на основе наиболее достоверных имеющихся данных — токсикологических исследований лунной пыли, марсианского реголита (фрагментированного слоя горных пород, покрывающего поверхность Марса), исследований с использованием имитаторов, а также измерений химического состава и минералогии Марса, проведенных марсоходами и посадочными аппаратами.
|
|
|
|
Эксперты НАСА начали с существующего 30-дневного предела воздействия лунной пыли в 0,4 миллиграмма на кубический метр воздуха и установили нижний предел для марсианской пыли, добавив дополнительный запас прочности, чтобы учесть то, что ученым до сих пор неизвестно о ней.
|
|
|
|
Из чего состоит марсианская пыль и какие ее компоненты вызывают наибольшее беспокойство у ученых?
|
|
|
|
Марсианская пыль в основном базальтовая, как и многие вулканические материалы на Земле, то есть она содержит такие минералы, как плагиоклаз, пироксен и оливин, а также оксиды железа, сульфаты, перхлораты и значительную аморфную, или слабокристаллическую, составляющую.
|
|
|
|
Особое внимание следует уделить мелким респирабельным частицам, включая железосодержащие и нанофазные материалы, а также химическим веществам, таким как перхлорат, марганец и хром.
|
|
|
|
Однако имеющиеся данные свидетельствуют о том, что хром и марганец вряд ли будут представлять опасность, если общий предельный уровень пыли будет поддерживаться на прежнем уровне.
|
|
|
|
Как астронавты могли бы заносить пыль в свои жилые помещения, и как бы марсианская среда обитания контролировала и удаляла её?
|
|
|
|
Вероятно, астронавты заносили бы пыль в среду обитания после внекорабельной деятельности, то есть задач, выполняемых астронавтом вне космического корабля, когда пыль прилипает к скафандрам, ботинкам, инструментам, поверхностям шлюза и оборудованию.
|
|
|
|
Влажность также будет иметь значение. В очень сухом воздухе мелкие частицы могут дольше оставаться во взвешенном состоянии и становиться более электростатически «липкими», в то время как более высокая влажность может изменить то, как частицы слипаются, оседают и перемещаются через систему фильтрации.
|
|
|
|
Каждая среда обитания должна нуждаться в мониторинге частиц, контроле влажности и воздушного потока, процедурах очистки скафандров и фильтрации. HEPA-фильтрация должна быть эффективна для марсианской пыли, но каждая система фильтрации в транспортном средстве или среде обитания должна быть спроектирована и проверена таким образом, чтобы достаточно быстро удалять пыль после пика воздействия.
|
|
|
|
Что ещё учёным нужно узнать о марсианской пыли, прежде чем люди отправятся на Марс?
|
|
|
|
Нам еще предстоит узнать больше о том, какую именно пыль, находящуюся в воздухе, будут вдыхать астронавты — о распределении частиц по размерам, форме, минералогическом составе, реакционной способности поверхности, химическом составе железа, содержании перхлоратов и о том, какое количество каждого компонента становится биологически доступным в легких.
|
|
|
|
Особенно важный пробел в знаниях заключается в том, что пыль, которую будут вдыхать астронавты, не обязательно идентична собранной марсианской почве, реголиту или горным породам, которые мы изучали в марсианских метеоритах. Мелчайшая фракция пыли в воздухе может отличаться по размеру, химическому составу и реакционной способности поверхности.
|
|
|
|
В результате нам еще предстоит понять, насколько легко она проникает в легкие или выводится из них.
|
|
|
|
Источник
|
