V poslední době se ze sci-fi vynořilo téma průzkumu a kolonizace Marsu. USA, Evropa, Rusko a
Ohrožuje je radiace.
Záření z vesmíru. Proč jsou lidé na Zemi v bezpečí?
Za prvé, částice energie, které létají ze slunce v důsledku obrovských slunečních erupcí, jsou pro lidi nebezpečné.
Kromě světlic, obrovských mraků -vystřelení koronální hmoty - obsahující miliardu tun slunečního materiálu, někdy exploduje na povrchu slunce. Vědci stále více věří, že vytlačování koronální hmoty hraje dominantní roli v řízení nejsilnějšího záření ze Slunce: částic sluneční energie nebo SEP (sluneční energetické částice).
SEP jsou částice (většinou protony, aletaké elektrony a ionty) létající tak vysokou rychlostí, že některé z nich dosáhnou Země vzdálené 150 milionů km za méně než hodinu.
Záření je energie obsažená velektromagnetické vlny nebo nesené částicemi. Energie se přenáší, když se vlna nebo částice srazí s něčím jiným, jako je astronaut nebo součást kosmické lodi. SEP jsou nebezpečné, protože mohou procházet kůží, uvolňovat energii a ničit buňky nebo DNA v jejich cestě. Takové poškození může zvýšit riziko rakoviny později v životě nebo v extrémních případech způsobit akutní radiační nemoc v krátkodobém horizontu.
Proč jsou lidé na Zemi v bezpečí?
Na Zemi jsou lidé pojištěni proti tomuto poškození. Ale proč?
Ochranná „magnetická bublina“ Země - magnetosféra- odmítá většinu solárních částic. Atmosféra také potlačuje všechny částice, které ji pronikají. Mezinárodní kosmická stanice se pohybuje na nízké oběžné dráze Země, zatímco je pod ochranou Země, a její trup také pomáhá chránit posádku před zářením.
Země je uprostřed obrovské modré bubliny ve tvaru komety.
Zemská magnetická bublina, zvaná magnetosféra,zobrazeno modrou barvou. Magnetosféra poskytuje přirozenou ochranu před kosmickým zářením odvrácením většiny nabitých slunečních částic ze Země.
Kredit: Andøya Space Center / Trond Abrahamsen
Ale za magnetickým dosahem Země mohou lidští průzkumníci čelit tvrdému záření z vesmíru.
Strategie ochrany astronautů
Hlavní strategie think tankupráce ve vesmíru - použití jakékoli dostupné hmotnosti na lodi. Redistribuují ji tak, aby vyplňovaly oblasti, které nejsou dostatečně chráněny, a nasměrují posádku do dobře chráněných oblastí.
Čím větší je hmotnost mezi posádkou a zářením, tím větší je hmotnostje více pravděpodobné, že nebezpečné částice přenesou svou energii před dosažením posádky. Na Měsíci mohou astronauti na svých úkrytech hromadit měsíční půdu nebo regolity a využívat přírodní ochranné materiály životního prostředí. Ale pokud jde o konstrukci kosmické lodi, spoléhat se na její velikost pro ochranu brzy stane se drahé, protože více paliva je vyžadováno vypustit více masy.
Tým Johnson pracuje na vývoji metodstínění bez přidání dalších materiálů. Astronauti nebudou moci létat ve „speciálním stínění proti záření“. Zákony o distribuci užitečného zatížení na lodi jsou takové, že každý objekt, se kterým tým astronautů letí, musí být víceúčelový.
Pro kosmickou loď Orion se vyvinuliplán pro astronauty na vybudování dočasného úkrytu před dostupnými materiály po ruce, včetně skladovacích jednotek již na palubě nebo dodávek potravin a vody. Pokud na Slunci vypukne další bouře, tak silná jako v době misí Apolla, Orionova posádka bude v bezpečí a zvuku.
Jessica Vos (popředí), zástupkyněSpecialista na zdraví a lékařskou technologii Orion a astronaut Anne McClain (pozadí) předvádějí plán radiační ochrany na typické kosmické lodi Orion. Během akce SEP bude posádka používat úložné tašky na palubě Orionu, aby vytvořila těsný úkryt před zářením.
Ostatní týmy v NASA řeší problém radiacekreativní řešení vývojem technologií, jako jsou nositelné vesty a zařízení na zvyšování hmotnosti a elektricky nabité povrchy, které vychylovávají záření.
Také zkušený vesmírný designérskafandry Amy Ross v Johnson Space Center NASA v Houstonu vyvíjí nové obleky pro Měsíc a Mars. Byly to vzorky jejího prototypu skafandru, který odešel na Mars na misi Perseverance k ověření a analýze.
Spustila se vytrvalost. Jak nás připraví na kolonizaci Marsu?
Jak se chránit před sluncem? Hlavní problémy
Chránit astronauty před bouří částicsluneční energie, musíte vědět, kdy k takové bouři dojde. Tok částic je však nestabilní a obtížně předvídatelný. Povaha turbulentních slunečních erupcí dosud nebyla zcela objasněna.
V ideálním případě byste se mohli podívat na aktivníoblast na slunci, podívejte se, jak se vyvíjí, a pokuste se předpovědět, kdy dojde k erupci. Problém je v tom, že i když jste mohli předpovídat erupce a vystřelení koronální hmoty, jen malá část skutečně produkuje částice, které jsou pro astronauty nebezpečné.
Richardson
A pokud se objeví SPE, je to obtížnépředpovídat, kam půjdou. Síly magnetického pole jsou dálnice pro nabité částice, ale když se slunce otáčí, silnice se změní na spirály. Některé částice jsou vyraženy kvůli zalomení linií pole. Výsledkem je, že se mohou šířit po sluneční soustavě v podobě obrovského mlhového mraku.
Sluneční erupce 7. srpna 1972 bylazaznamenal Big Bear Solar Observatory v Kalifornii. Toto konkrétní ohnisko, známé jako ohnisko mořských koní v důsledku tvaru jasných oblastí, spustilo silnou událost SEP, která by mohla astronautům poškodit, pokud by v té době probíhala mise Apollo.
Modely, které předpovídají, kdy se objevíSEP jsou v rané fázi vývoje. Jeden z nich používá příchod lehčích a rychlejších elektronů k předpovídání toku těžších protonů, které budou následovat, které jsou nebezpečnější.
Vědci se spoléhají na heliofyzikální mise NASApro vývoj modelů předpovědi vesmírného počasí. To pomáhá umístit kosmickou loď na různé úhly pohledu mezi Sluncem a Zemí. Kosmická sonda NASA Parker, která byla spuštěna v roce 2018, letí blíže ke Slunci než kterákoli jiná kosmická loď před ním. Kosmická loď bude sledovat SEP v blízkosti jejich zdroje. To bude klíčem k odhalení toho, jak sluneční erupce urychlují částice.
Čas také záleží. Slunce prochází 11letými cykly vysoké a nízké aktivity. Během slunečního maxima je Slunce pokryto v oblastech vysokého magnetického napětí, které jsou připraveny k výbuchu. Během slunečního minima, kdy je málo nebo žádné sluneční skvrny, jsou erupce vzácné.
Zatímco vědci se stále zlepšujíjejich modely, heliofyzická kosmická loď NASA již poskytuje pozorování, aby poskytla astronautům úplný obraz, porozumění a předpověď nebezpečí. A co je nejdůležitější, povolení k provádění misí. Pokud na Slunci nejsou žádné aktivní sluneční skvrny, mohou vědci s jistotou říci, že k žádnému slunečnímu přívalu nedojde.
Další nebezpečí. Záření ze sousedních galaxií
Druhý typ kosmického zářeníse šíří ještě dále než částice sluneční energie. Galaktické kosmické paprsky - částice dávno explodujících hvězd jinde v Mléčné dráze - neustále bombardují sluneční soustavu téměř rychlostí světla. Pokud jsou částice sluneční energie náhlým lijákem, pak jsou galaktické kosmické paprsky spíše jako stálé mrholení. Mrkající déšť však může být také nepohodlný.
Sluneční soustava je ve středu dvou velkých fialových bublin představujících heliosféru. Zlaté pruhy se odrážejí všude.
Tento obrázek ukazuje sluneční soustavu amagnetická bublina Slunce, heliosféra, která sahá daleko za její hranice. Jasné pruhy představují kosmické paprsky. Během slunečního maxima, když se heliosféra zesílí, blokuje více kosmických paprsků.
NASA Goddard Space Flight Center / Conceptual Imaging Lab
Kosmické paprsky bývají vícesilnější než i ty nejenergetičtější sluneční částice. Stejná kosmická loď, která chrání posádku před částicemi sluneční energie, nebude schopna udržovat kosmické paprsky na dálku, takže kosmické paprsky představují vážný problém, zejména pro dlouhé mise, jako je cestování na Mars, které bude trvat šest až deset měsíců.
I když je SEP těžko předvídatelné, galaktickékosmické záření přichází konstantní rychlostí. Během jedné sekundy asi 90 kosmických paprsků zasáhne bod ve vesmíru o velikosti golfového míčku. Mezitím, během lijáku SEP, by se mohlo tímto prostorem o velikosti golfového míčku pohybovat dalších 1 000 částic. Tato rychlost pomáhá určit limity záření a trvání mise. V tomto je hlavní strategií NASA k omezení expozice kosmickému záření. NASA sleduje jednotlivé dávky astronautů, aby zajistila, že nebudou vystaveni nadměrné radiaci.
Kosmické paprsky se skládají z těžkých prvkůjako je helium, kyslík nebo železo. Masivní částice rozbíjejí atomy, když se s něčím srazí, ať už je to astronaut nebo silné kovové stěny kosmické lodi. Náraz způsobí proud dalších částic - sekundárního záření, což dále zhoršuje nebezpečí kosmického záření.
Expozice kosmickým paprskům je také spojena ssluneční cyklus. V relativním klidu slunečního minima kosmické paprsky snadno pronikají do solárního magnetického pole. Ale během slunečního maxima se magnetická bublina Slunce zesiluje sluneční aktivitou a odstraňuje některé vetřelce z galaxií. Je ironií, že škodlivé záření pomáhá neutralizovat další nebezpečné záření.
Přečtěte si také
- Vytvořil způsob eradikace parazitů blokováním všech cest jejich metabolismu
- Proč se vědci tak zajímají o Ceres? Vše o planetě, na které aktivně hledají život
- Po zavedení ruské vakcíny bylo u dobrovolníků nalezeno 144 vedlejších účinků