Mô phỏng bức xạ vũ trụ truyền tới Trái Đất. Ảnh: Science Photo Library
Theo Dimitra Atri, chuyên gia ở Nhóm nghiên cứu Sao Hỏa tại Trung tâm Vật lý Thiên văn và Khoa học không gian thuộc Đại học New York Abu Dhabi, bức xạ vũ trụ là các hạt năng lượng cao di chuyển qua vũ trụ với tốc độ gần bằng vận tốc ánh sáng. Chúng bắt nguồn từ những sự kiện như vụ nổ siêu tân tinh và lóa Mặt Trời, di chuyển qua không gian, liên tục bắn phá Trái Đất từ mọi hướng và xâm nhập vào khí quyển.
Ở liều cao, tia vũ trụ có thể phá vỡ phân tử ADN, gây tổn thương mô sinh học. Tiếp xúc thời gian dài với bức xạ vũ trụ có thể làm tăng nguy cơ ung thư, đục thủy tinh thể và nhiều vấn đề sinh sản. Nó cũng có thể cản trở neurogenesis, quá trình tạo ra tế bào mới trong não. Tuy nhiên, mức độ cơ thể tiếp xúc với loại bức xạ này và ảnh hưởng của nó đến sức khỏe con người rất khác nhau tùy theo độ cao và biện pháp bảo vệ.
Trên Trái Đất
Trái Đất có hệ thống phòng thủ tự nhiên chống lại bức xạ vũ trụ giúp bảo vệ sự sống trên hành tinh thông qua khí quyển và từ trường. Khí quyển hấp thụ phần lớn năng lượng từ bức xạ vũ trụ, chỉ để một phần nhỏ tiếp cận bề mặt Trái Đất. Từ trường tạo ra bởi các dòng điện trong lõi Trái Đất bảo vệ hành tinh khỏi phần lớn bức xạ không gian có hại.
Trung bình, người dân trên bề mặt Trái Đất tiếp xúc với khoảng 3 millisievert bức xạ mỗi năm (sievert là đơn vị đo liều bức xạ ảnh hưởng đến cơ thể người). Tuy nhiên, càng di chuyển lên cao, độ dày của khí quyển giảm đi và mức độ tiếp xúc với bức xạ càng nhiều hơn, theo Atri.
Càng lên cao, con người càng nhận được ít sự bảo vệ từ khí quyển trước hạt vũ trụ. Người dân sống ở vùng cao như Denver tiếp xúc với lượng bức xạ vũ trụ cao hơn một chút so với người dân ở vùng ngang mực nước biển như Miami. Khi máy bay lên cao, con người cũng tiếp xúc gần hơn với hạt năng lượng cao từ không gian.
Dù hành khách máy bay tiếp xúc với lượng bức xạ vũ trụ cao hơn, mức độ họ trải qua trong chuyến bay không đáng kể. Ví dụ, chuyến bay khứ hồi từ đầu này sang đầu kia nước Mỹ tương đương liều bức xạ trong một lần chụp X-quang ngực. Tuy nhiên, phi công, tiếp viên hàng không và người thường xuyên bay tiếp xúc với lượng bức xạ vũ trụ gia tăng do họ thường xuyên ở trên bầu trời.
Một nghiên cứu của Đại học Harvard kết luận, tiếp xúc với bức xạ góp phần vào các vấn đề sức khỏe của đoàn bay và nguy cơ ung thư. Nghiên cứu khác cho thấy phi hành đoàn thường tiếp xúc nhiều bức xạ hơn so với công nhân tại cơ sở hạt nhân nhưng không đủ gây ra nhiều tổn thương do họ vẫn ở trong từ trường Trái Đất và có khí quyển bao phủ.
Trong không gian
Sau khi bay khỏi khí quyển bảo vệ của Trái Đất, nhà du hành vũ trụ đối mặt mức độ tiếp xúc bức xạ tăng đáng kể. Cơ thể người trong không gian thường xuyên bị hạt năng lượng cao tấn công. Phi hành gia trên Trạm Vũ trụ Quốc tế (ISS), quay quanh Trái Đất ở độ cao 400 km, tiếp xúc với mức bức xạ cao hơn nhiều so với người trên bề mặt Trái Đất. Chỉ sau một tuần trên ISS, họ trải qua lượng bức xạ vũ trụ tương đương một người trung bình nhận được ở mực nước biển trên Trái Đất trong một năm.
Phi hành gia bay đến những nơi xa xôi hơn trong vũ trụ như nhiệm vụ đến Mặt Trăng, Sao Hỏa... sẽ tiếp xúc với nhiều tia vũ trụ hơn trong quá trình di chuyển và khi đến đích. Một thiết bị trên robot tự hành Curiosity trong hành trình 253 ngày đến Sao Hỏa hé lộ liều bức xạ mà phi hành gia nhận được trong chuyến bay đến và trở về vào khoảng 0,66 sievert, gấp 660 lần chụp X-quang ngực.
Do bầu khí quyển sao Hỏa mỏng hơn 100 lần so với Trái Đất, lượng bức xạ có thể xâm nhập qua càng nhiều hơn. Sử dụng phép đo của Curiosity, các nhà nghiên cứu ước tính nhiệm vụ 500 ngày trên bề mặt hành tinh đỏ sẽ đưa tổng lượng bức xạ tiếp xúc lên một sievert, gấp khoảng 10 lần liều bức xạ phi hành gia gặp phải trong nhiệm vụ 6 tháng trên ISS.
Giới nghiên cứu đề xuất một số thiết kế tàu vũ trụ với tấm chắn làm từ nước, vật liệu giàu hydro, hoặc vật liệu có thể cung cấp chuyến đi an toàn hơn trong vũ trụ bằng cách hấp thụ bức xạ. Các chuyên gia y tế cũng đang tìm hiểu những biện pháp có thể giảm bớt tác động của bức xạ lên cơ thể người.
An Khang (Theo National Geographic, Science Direct, AGU)
