Recientemente, el tema de la exploración y colonización de Marte ha surgido de la ciencia ficción. Estados Unidos, Europa, Rusia y
Están amenazados por la radiación.
Radiación del espacio. ¿Por qué la gente está a salvo en la Tierra?
En primer lugar, las partículas de energía que salen del Sol como resultado de erupciones solares gigantes son peligrosas para las personas.
Además de las llamaradas, enormes nubes ...Eyecciones de masa coronal, que contienen mil millones de toneladas de material solar, a veces explotan en la superficie del sol. Cada vez más, los científicos creen que las eyecciones de masa coronal juegan un papel dominante en el control de la radiación más poderosa del Sol: las partículas de energía solar o SEP (partículas energéticas solares).
Los SEP son partículas (principalmente protones, pero(también electrones e iones) volando a velocidades tan altas que algunos de ellos llegan a la Tierra, a 150 millones de kilómetros de distancia, en menos de una hora.
La radiación es la energía contenida enondas electromagnéticas o transportadas por partículas. La energía se transfiere cuando una onda o partícula choca con algo más, como un astronauta o un componente de una nave espacial. Los SEP son peligrosos porque pueden atravesar la piel, liberar energía y destruir células o ADN a su paso. Tal daño puede aumentar el riesgo de cáncer en el futuro o, en casos extremos, causar enfermedad aguda por radiación a corto plazo.
¿Por qué la gente está a salvo en la Tierra?
En la Tierra, las personas están aseguradas contra este daño. ¿Pero por qué?
La "burbuja magnética" protectora de la Tierra - magnetosfera- rechaza la mayoría de las partículas solares. La atmósfera también suprime las partículas que la penetran. La Estación Espacial Internacional se mueve en órbita terrestre baja mientras está bajo la protección de la Tierra, y el casco de la estación también ayuda a proteger a la tripulación de la radiación.
La Tierra está en el centro de una enorme burbuja azul con forma de cometa.
La burbuja magnética de la Tierra, llamada magnetosfera,se muestra en azul. La magnetosfera proporciona protección natural contra la radiación cósmica al desviar la mayoría de las partículas solares cargadas de la Tierra.
Crédito: Centro Espacial Andøya / Trond Abrahamsen
Pero más allá del alcance magnético de la Tierra, los exploradores humanos pueden enfrentar una fuerte radiación del espacio.
Estrategia de protección de astronautas
La estrategia principal del think tanktrabajar en el espacio: utilizar cualquier masa disponible en la nave. Lo redistribuyen de tal manera que llenan áreas que no están adecuadamente protegidas y dirigen a los miembros de la tripulación a áreas bien protegidas.
Cuanto mayor sea la masa entre la tripulación y la radiación, laes más probable que las partículas peligrosas transfieran su energía antes de llegar a la tripulación. En la Luna, los astronautas pueden amontonar suelo lunar o regolito sobre sus escondites, aprovechando los materiales protectores naturales del medio ambiente. Pero cuando se trata del diseño de la nave espacial, depender de su tamaño para la protección pronto se vuelve costoso, ya que se requiere más propulsor para lanzar más masa.
El equipo de Johnson está trabajando para desarrollar métodosblindaje sin agregar materiales adicionales. Los astronautas no podrán volar con un "blindaje especial de radiación". Las leyes de distribución de la carga útil en un barco son tales que todo objeto con el que vuela un equipo de astronautas debe ser polivalente.
Para la nave espacial Orion, desarrollaronun plan para que los astronautas construyan un refugio temporal con los materiales disponibles, incluidas las unidades de almacenamiento que ya se encuentran a bordo o los suministros de alimentos y agua. Si otra tormenta estalla en el Sol, tan fuerte como durante la era de las misiones Apolo, la tripulación de Orion estará sana y salva.
Jessica Vos (primer plano), diputadaLa especialista en salud y tecnología médica de Orion y la astronauta Anne McClain (al fondo) demuestran un plan de protección radiológica en una nave espacial Orion típica. Durante el evento SEP, la tripulación usará bolsas de almacenamiento a bordo del Orion para crear un refugio hermético contra la radiación.
Otros equipos de la NASA están abordando el problema de la radiación consoluciones creativas mediante el desarrollo de tecnologías como chalecos portátiles y dispositivos de aumento de masa, así como superficies cargadas eléctricamente que desvían la radiación.
Además, un diseñador de espacios experimentadoTrajes espaciales Amy Ross del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston está desarrollando nuevos trajes para la Luna y Marte. Fueron las muestras de su prototipo de traje espacial que fueron a Marte en la misión Perseverance para su verificación y análisis.
La perseverancia se ha lanzado. ¿Cómo nos preparará para la colonización de Marte?
¿Cómo protegerse del sol? Problemas principales
Para proteger a los astronautas de las tormentas de partículas.energía solar, necesita saber cuándo ocurrirá tal tormenta. Pero los flujos de partículas son volubles y difíciles de predecir. La naturaleza de las erupciones solares turbulentas aún no se ha entendido completamente.
Idealmente, podría mirar un activoun área en el sol, vea cómo se desarrolla e intente predecir cuándo ocurrirá la erupción. El problema es que incluso si pudiera predecir las erupciones y las eyecciones de masa coronal, solo una pequeña fracción produce partículas que son peligrosas para los astronautas.
Richardson
Y si aparecen SPE, es difícilpredecir a dónde irán. Las líneas de fuerza del campo magnético son una autopista para partículas cargadas, pero cuando el sol gira, las carreteras se convierten en espirales. Algunas partículas se eliminan debido a las torceduras de las líneas de campo. Como resultado, pueden extenderse por todo el sistema solar en forma de una enorme nube de niebla.
La llamarada solar del 7 de agosto de 1972 fueregistrado por Big Bear Solar Observatory en California. Este estallido en particular, conocido como brote de caballitos de mar debido a la forma de las áreas brillantes, desencadenó un poderoso evento SEP que podría dañar a los astronautas si la misión Apolo hubiera estado en progreso en ese momento.
Modelos para predecir cuándo apareceránSEP se encuentran en las primeras etapas de desarrollo. Uno de ellos utiliza la llegada de electrones más ligeros y rápidos para predecir el flujo de protones más pesados que seguirán, que son más peligrosos.
Los científicos confían en las misiones heliofísicas de la NASApara el desarrollo de modelos de predicción del tiempo espacial. Esto ayuda a colocar las naves espaciales en diferentes puntos de vista entre el Sol y la Tierra. Lanzada en 2018, Parker Solar Probe de la NASA vuela más cerca del Sol que cualquier otra nave espacial anterior. La nave espacial rastreará los SEP cerca de su fuente. Esta será la clave para descifrar cómo las erupciones solares aceleran las partículas.
El tiempo también importa.El sol atraviesa ciclos de 11 años de actividad alta y baja. Durante el máximo solar, el Sol está cubierto de áreas de alto voltaje magnético que están listas para estallar. Durante el mínimo solar, cuando hay pocas o ninguna mancha solar, las erupciones son raras.
Mientras los científicos continúan mejorandoSus modelos, la nave espacial heliofísica de la NASA ya están proporcionando observaciones para dar a los astronautas una imagen completa, comprensión y predicción de peligros. Y, lo más importante, permiso para realizar misiones. Si no hay puntos activos en el Sol, los científicos pueden decir con seguridad que no habrá tormenta solar.
Otro peligro. Radiación de galaxias vecinas
El segundo tipo de radiación cósmica.se propaga incluso más lejos que las partículas de energía solar. Los rayos cósmicos galácticos, partículas de estrellas que explotaron hace mucho tiempo en otras partes de la Vía Láctea, bombardean constantemente el sistema solar a velocidades cercanas a la de la luz. Si las partículas de energía solar son una lluvia repentina, entonces los rayos cósmicos galácticos son más como una llovizna constante. Pero la llovizna también puede ser un inconveniente.
El sistema solar está en el centro de dos grandes burbujas púrpuras que representan la heliosfera. Las rayas doradas se reflejan en todas partes.
Esta imagen muestra el sistema solar yla burbuja magnética del Sol, la heliosfera que se extiende mucho más allá de sus límites. Las franjas brillantes representan rayos cósmicos. Durante el máximo solar, cuando la heliosfera se vuelve más fuerte, bloquea más rayos cósmicos.
Centro de vuelo espacial Goddard de la NASA / Laboratorio de imágenes conceptuales
Los rayos cósmicos tienden a ser másmás poderosa que incluso las partículas solares más energéticas. La misma nave espacial que protege a la tripulación de las partículas de energía solar no podrá mantener a distancia los rayos cósmicos, por lo que los rayos cósmicos suponen un grave problema, especialmente para misiones largas como viajar a Marte, que tardará entre seis y 10 meses.
Aunque la SEP es difícil de predecir, la galaxiaLos rayos cósmicos llegan a una velocidad constante. En un segundo, unos 90 rayos cósmicos inciden en un punto del espacio del tamaño de una pelota de golf. Mientras tanto, durante un aguacero SEP, podría haber otras 1.000 partículas moviéndose a través de ese espacio del tamaño de una pelota de golf. Esta velocidad ayuda a determinar los límites de radiación y la duración de la misión. En este es la principal estrategia de la NASA para limitar la exposición a los rayos cósmicos. La NASA monitorea las dosis individuales de los astronautas para asegurarse de que no estén expuestos a un exceso de radiación.
Los rayos cósmicos están compuestos por elementos pesados.como helio, oxígeno o hierro. Las partículas masivas rompen los átomos cuando chocan con algo, ya sea un astronauta o las gruesas paredes metálicas de una nave espacial. El impacto provoca una corriente de partículas adicionales, radiación secundaria, que agrava aún más el peligro de los rayos cósmicos.
La exposición a los rayos cósmicos también se asocia conciclo solar. En la relativa calma del mínimo solar, los rayos cósmicos penetran fácilmente en el campo magnético solar. Pero durante el máximo solar, la burbuja magnética del Sol se intensifica con el aumento de la actividad solar, alejando a algunos intrusos de las galaxias. Curiosamente, la radiación dañina ayuda a neutralizar otras radiaciones peligrosas.
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