Nuklearno zračenje svih vrsta može se mjeriti u grayima, koji odgovaraju 1 jouleu energije apsorbiranih po kilogramu tkiva. Stara mjera bila je rad, a 1 rad bila je energija u stotinama ergova izgubljenih od čestica, dok penetriraju 1 cm materijala, najčešće aluminija. Tako možemo reći da je 1 rad = 100 erg/gram, a 100 rad = 1 gray. Biološki učinak radijacije određuje se na temelju čimbenika, koji pri izračunu u obzir uzimaju biološku štetu različitih vrsta radijacije. Različiti oblici radijacije imaju različiti utjecaj na ljudsko tkivo i organe za proizvodnju krvi, a te promjene se izražavaju varijablom Q. Kad se Grey pomnoži sa čimbenikom učinka Q dobija se mjera sievert (stara mjera je bila rem, a 100 rem = 1 sievert). Najvažniji čimbenik predstavlja doza koju prime organi za proizvodnju krvi, jer je leukemija najčešća bolest koja se povezuje s radijacijom.

Tijekom misije Skylaba u trajanju od 84 dana, izračunato je kako su organi za proizvodnju krvi primili dozu od 79.4 mSv (millisieverts). Očne leće astronauta primile su 128.3 mSv and cataracts are a consideration. dok im je koža primila 178.5 mSv. Inače kratkotrajno izlaganje dozi od 3450 mSv je smrtonosno za 50 % ljudi. Radijacija je se bolje podnosi ako se prima tijekom dužeg perioda, ali njeni učinci su kumulativni. NASA je odredila ograničenja radijacijske doze za oči, kožu i unutrašnjost tijela, prema preporuci US National Council on Radiation Protection and Measurements. Tijekom 30-dnevnog leta dozvoljeno je primiti 250 mSv u unutrašnjost tijela, 1000 mSV u oči i 1500 mSv na kožu. Godišnji limiti po istom iznose 500, 2 000 and 3 000 mSv, dok limiti tijekom karijere astronauta iznose  1000 - 4000 ili 4000 - 6000 mSv. Pritom se muškarcima dozvoljava prijem veće količine zračenja, budući su manje podložni radijacijski induciranom raku dojki i štitnjače. Osim toga zbog kraćeg očekivanog životnog vijeka, kod muškaraca je manje vremena za razvitak raka. Karijerni limiti uzračunati su tako da pružaju najviše 3% vjerojatnosti za smrt od raka induciranog zračenjem.

Tijekom misije koja bi trajala 3 godine izvan zaštitne Zemljine magnetosfere, astronauti bi primili oko 1000 mSV ako bi se Sunce ponašalo unutar srednjih vrijednosti. Međutim, na brodu mora postojati i neka vrsta skloništa u slučaju većih Sunčevih erupcija. Mnogo znanstvenika vjeruje kako je opasnost od radijacije još veća od prikazane, pa dizajn međuplanetarnih brodova mora omogućiti veće brzine kako bi putovanja bila u unutar prihvatljivih vremenskih okvira. Ovo uzrokuje još jedan radijacijski problem, jer putovanje već sa 0,05 brzine svjetlosti i sudaranje sa međuzvjezdanim plinom, proizvodi nuklearne reakcije na samom brodu, stvarajući tako gama zrake i neutrone u smrtonosnim dozama. Zaštita ne smanjuje samo količinu zračenja u unutrašnjosti borda, već mjenja i njegovu prirodu. Tako aluminij debljine 10cm, odbija većinu teških iona, pa se rezultirajuće zračenje kroz njega sastoji od sekundarnih čestica poput neutrona. Svemirski brod sa aluminijskom oplatom debljine 7,5 cm, smanjuje godišnju dozu od 500 na 350 mSv, što je debelo unutar NASA limita. Sunčane erupcije iz 1972 bi bez zaštite prouzročile 10000 mSV, ali s brodskom oplatom od 9 cm aluminija to bi se smanjilo na svega 400 mSv. Isto tako žitelji lunarne kolonije, prekrivene s 2 metra mjesečevog tla, primili bi godišnju dozu od samo 50 mSv.

Iz svega navedenog proizilazi potreba za provedbom opsežnih istraživanja utjecaja radijacije na životinje, kako bi se uvjerilo da izlaganje teškim atomskim česticama neće uzrokovati neprihvaljive učinke po međuplanetarnu misiju. Pritom se prvenstveno misli na učinak zračenja na funkcioniranje mozga i nervnog sustava, a ne na indukciju raka i genetičke posljedice. Pažljivim dizajnom svemirskog broda navedeni problemi se mogu smanjiti, a zračenje zadržati u granicama prihvatljivosti. Sve to zahtijeva opsežne znanstvene studije o utjecaju zračenja na čovjeka provedene od timova biologa, liječnika i psihologa. No i bez toga jasno je kako će profesija astronauta u buduće biti još riskantnija profesija, povezana sa opasnostima radijacije, gubitkom kalcija iz kostiju i slabljenjem srčanog mišića. Sve navedeno u kombinaciji sa situacijom iz koje nema bijega tj. mogućnosti spasa, postavlja pred astronaute na međuplanetarnim misijama poseban emocionalni stres.