לאחרונה, נושא החקר והקולוניזציה של מאדים עלה מהמדע הבדיוני. ארה"ב, אירופה, רוסיה ו
הם מאוימים מקרינה.
קרינה מהחלל. מדוע אנשים בטוחים בכדור הארץ?
ראשית, חלקיקי אנרגיה שעפים מהשמש כתוצאה מהתפרצויות שמש ענקיות מסוכנים לאנשים.
בנוסף להתלקחויות, ענני ענק -פליטות המוני העטרה - המכילות מיליארד טונות של חומר סולארי, מתפוצצות לעיתים על פני השמש. יותר ויותר, מדענים מאמינים כי פליטות המסה הכלילית ממלאות תפקיד דומיננטי בבקרת הקרינה החזקה ביותר מהשמש: חלקיקי אנרגיה סולארית או SEP (חלקיקים אנרגיים סולאריים).
SEPs הם חלקיקים (בעיקר פרוטונים, אבלגם אלקטרונים ויונים) עפים במהירויות כה גבוהות עד שחלקם מגיעים לכדור הארץ, במרחק של 150 מיליון ק"מ משם, תוך פחות משעה.
קרינה היא האנרגיה הכלולהגלים אלקטרומגנטיים או הנישאים על ידי חלקיקים. אנרגיה מועברת כאשר גל או חלקיק מתנגשים במשהו אחר, כמו אסטרונאוט או רכיב בחללית. SEPs הם מסוכנים מכיוון שהם יכולים לעבור בעור, לשחרר אנרגיה ולהשמיד תאים או DNA בדרכם. נזק כזה יכול להעלות את הסיכון לסרטן בהמשך חייו או במקרים קיצוניים לגרום לחולי קרינה חריפים בטווח הקצר.
מדוע אנשים בטוחים בכדור הארץ?
על כדור הארץ אנשים מבוטחים מפני פגיעה זו. אבל למה?
"הבועה המגנטית" המגנה על כדור הארץ - מגנטוספירה- דוחה את רוב חלקיקי השמש. האטמוספרה גם מדכאת את כל החלקיקים החודרים לתוכה. תחנת החלל הבינלאומית עוברת במסלול כדור הארץ הנמוך כשהיא תחת חסות כדור הארץ, וגם גוף הגבול של התחנה מסייע בהגנה על הצוות מפני קרינה.
כדור הארץ נמצא במרכזה של בועה ענקית בצורת שביט כחולה.
הבועה המגנטית של כדור הארץ, המכונה המגנטוספרה,מוצג בכחול. המגנטוספרה מספקת הגנה טבעית מפני קרינה קוסמית על ידי הטיה של רוב חלקיקי השמש הטעונים מכדור הארץ.
קרדיט: מרכז החלל Andøya / טרונד אברהמסן
אך מעבר להישג המגנטי של כדור הארץ, חוקרים אנושיים יכולים להתמודד עם קרינה קשה מהחלל.
אסטרטגיית הגנה על אסטרונאוט
האסטרטגיה העיקרית של טנק החשיבהלעבוד בחלל - כדי להשתמש בכל מסה זמינה בספינה. הם מפיצים אותה מחדש באופן שממלא אזורים שאינם מוגנים כראוי ומפנים את הצוות לאזורים מוגנים היטב.
ככל שהמסה בין הצוות לקרינה גדולה יותרסביר יותר שחלקיקים מסוכנים יעבירו את האנרגיה שלהם לפני שהם מגיעים לצוות. על הירח, אסטרונאוטים יכולים לקצור אדמה ירחית או להתעשת מחדש על מקומות המסתור שלהם, תוך ניצול חומרי המגן הטבעיים של הסביבה. אך כשמדובר בתכנון חללית, ההסתמכות על גודלה להגנה הופכת במהרה ליקרה, מכיוון שיותר דחף נדרש לשיגור יותר מסה.
הצוות של ג'ונסון עובד על פיתוח שיטותמבלי להוסיף חומרים נוספים. אסטרונאוטים לא יוכלו לעוף ב"מגן קרינה מיוחד ". חוקי חלוקת המטען בספינה הם כאלה שכל חפץ שאיתו טס צוות אסטרונאוטים חייב להיות רב תכליתי.
עבור החללית אוריון הם התפתחותוכנית לאסטרונאוטים לבנות מקלט זמני מחומרים זמינים בהישג יד, כולל יחידות אחסון שכבר היו על הסיפון או אספקת מזון ומים. אם תפרוץ סערה נוספת בשמש, חזקה כמו בעידן משימות אפולו, צוות אוריון יהיה בריא ושלם.
ג'סיקה ווס (חזית), סגניתמומחית אוריון לבריאות וטכנולוגיה ואסטרונאוט אן מקליין (רקע) מדגימים תוכנית הגנה מפני קרינה בחללית אוריון טיפוסית. במהלך אירוע ה- SEP, הצוות ישתמש בשקיות אחסון על סיפון אוריון כדי ליצור מחסה הדוק מפני קרינה.
צוותים אחרים בנאס"א מתמודדים עם בעיית הקרינהפתרונות יצירתיים על ידי פיתוח טכנולוגיות כגון ווסטים לבישים ומכשירים להגדלת המונים ומשטחים טעונים חשמליים המסטים קרינה.
כמו כן, מעצב חלל מנוסהחליפות חלל איימי רוס במרכז החלל ג'ונסון של נאס"א ביוסטון מפתחת חליפות חדשות לירח ומאדים. היו אלה הדגימות של חללית האב טיפוס שלה שנסעה למאדים במשימת ההתמדה לצורך אימות וניתוח.
ההתמדה יצאה לדרך. איך זה יכין אותנו להתנחלות מאדים?
איך להגן על עצמך מפני השמש? בעיות עיקריות
כדי להגן על אסטרונאוטים מפני סופות חלקיקיםאנרגיה סולארית, אתה צריך לדעת מתי תתרחש סערה כזו. אך זרימת החלקיקים הפכפכה וקשה לחיזוי. אופי ההתפרצויות הסולריות הסוערות טרם הובן במלואו.
באופן אידיאלי, אתה יכול להסתכל על פעילאזור על השמש, ראה כיצד הוא מתפתח, ונסה לחזות מתי תתרחש ההתפרצות. הבעיה היא שגם אם הייתם יכולים לחזות התלקחויות והוצאת המסה העטרה, רק חלק קטן מייצר למעשה חלקיקים המסוכנים לאסטרונאוטים.
ריצ'רדסון
ואם SPEs מופיעים, זה קשהלחזות לאן הם ילכו. קווי הכוח של השדה המגנטי הם דרך מהירה לחלקיקים טעונים, אך כאשר השמש מסתובבת, הכבישים הופכים לספירלות. חלקיקים מסוימים דופקים בגלל הקינקים של קווי השדה. כתוצאה מכך, הם יכולים להתפשט בכל מערכת השמש בצורה של ענן ערפילי ענק.
התלקחות השמש ב- 7 באוגוסט 1972 הייתההוקלט על ידי המצפה הסולארי הגדול של ביג בר בקליפורניה. ההתפרצות הספציפית הזו, המכונה התפרצות סוסון הים בשל צורת האזורים הבהירים, עוררה אירוע SEP רב עוצמה שעלול לפגוע באסטרונאוטים אם משימת אפולו הייתה בעיצומה באותה עת.
מודלים לחיזוי מתי יופיעוSEP נמצאים בשלבים הראשונים של הפיתוח. אחד מהם משתמש בהגעתם של אלקטרונים קלים ומהירים יותר כדי לחזות את שטף הפרוטונים הכבדים שיבואו בעקבותיהם, המסוכנים יותר.
מדענים מסתמכים על המשימות ההליופיזיות של נאס"אלפיתוח מודלים לחיזוי מזג אוויר בחלל. זה עוזר למקם את החללית בנקודות מבט שונות בין השמש לכדור הארץ. ה- Parker Solar Probe של נאס"א, שהושק בשנת 2018, עף קרוב יותר לשמש מכל חללית אחרת לפניה. החללית תעקוב אחר SEP ליד מקורם. זה יהיה המפתח לפירוש כיצד התפרצויות השמש מאיצות חלקיקים.
גם הזמן חשוב. השמש עוברת מחזורים של 11 שנים של פעילות גבוהה ונמוכה. במהלך מקסימום השמש, השמש מכוסה באזורים עם מתח מגנטי גבוה שמוכנים להתפרץ. במינימום סולארי, כאשר מעט כתמי שמש או אין, התפרצויות נדירות.
בעוד מדענים ממשיכים להשתפרהדגמים שלהם, החללית ההליופיזית של נאס"א כבר מספקים תצפיות כדי לתת לאסטרונאוטים תמונה מלאה, הבנה וניבוי סכנות. והכי חשוב אישור לבצע משימות. אם אין כתמי שמש פעילים על השמש, מדענים יכולים לומר בביטחון שלא תהיה שטף שמש.
סכנה נוספת. קרינה מגלקסיות שכנות
הסוג השני של הקרינה הקוסמיתמתפשט אפילו יותר מחלקיקי אנרגיית השמש. קרניים קוסמיות גלקטיות - חלקיקים של כוכבים מתפוצצים זה מכבר במקומות אחרים שביל החלב - מפציצות כל הזמן את מערכת השמש בסמוך למהירות האור. אם חלקיקי אנרגיה סולארית הם גשם פתאומי, הרי שקרניים קוסמיות גלקטיות דומות יותר לטפטוף יציב. אבל גשם מטפטף יכול גם להיות לא נוח.
מערכת השמש נמצאת במרכז שתי בועות סגולות גדולות המייצגות את ההליוספרה. פסי זהב משתקפים בכל מקום.
תמונה זו מציגה את מערכת השמש ואת הבועה המגנטית של השמש, ההליוספרה החורגת הרבה מעבר לגבולותיה. הפסים הבהירים מייצגים קרניים קוסמיות. במהלך מקסימום השמש, כאשר ההליוספרה מתחזקת, היא חוסמת קרניים קוסמיות יותר.
מרכז טיסות החלל גודארד של נאס"א / מעבדת הדמיה רעיונית
קרניים קוסמיות נוטות להיות יותרחזקים יותר אפילו מחלקיקי השמש האנרגטיים ביותר. אותה חללית המגנה על הצוות מפני חלקיקי אנרגיה סולארית לא תוכל לשמור על קרניים קוסמיות למרחק, ולכן קרניים קוסמיות מהוות בעיה חמורה, במיוחד למשימות ארוכות כמו נסיעה למאדים, שייקח שישה עד עשרה חודשים.
למרות שקשה לחזות את SEP , גלקטיקרניים קוסמיות מגיעות במהירות קבועה. בשנייה אחת, כ-90 קרניים קוסמיות פוגעות בנקודה בחלל בגודל של כדור גולף. בינתיים, במהלך גשם שוטף בספטמבר, יכולים להיות עוד 1,000 חלקיקים נעים בחלל בגודל כדור גולף. מהירות זו עוזרת לקבוע את גבולות הקרינה ומשך המשימה. ב- היא האסטרטגיה המובילה של נאס"א להגבלת החשיפה לקרניים קוסמיות. נאס"א עוקבת אחר המינונים האינדיבידואליים של האסטרונאוטים כדי להבטיח שהם אינם חשופים לעודף קרינה.
קרניים קוסמיות מורכבות מאלמנטים כבדיםכמו הליום, חמצן או ברזל. חלקיקים מסיביים שוברים אטומים כאשר הם מתנגשים במשהו, בין אם זה אסטרונאוט או קירות המתכת העבים של חללית. ההשפעה גורמת לזרם של חלקיקים נוספים - קרינה משנית, המחמירה עוד יותר את הסכנה של קרניים קוסמיות.
חשיפה לקרניים קוסמיות קשורה גם למחזור שמש. ברוגע היחסי של המינימום הסולארי קרניים קוסמיות חודרות בקלות לשדה המגנטי הסולארי. אבל במהלך מקסימום השמש, הבועה המגנטית של השמש מתעצמת עם פעילות השמש, ומרחיקה כמה פולשים מגלקסיות. באופן אירוני, קרינה מזיקה מסייעת לנטרול קרינה מסוכנת אחרת.
קרא גם
- יצר דרך למיגור טפילים על ידי חסימת כל מסלולי חילוף החומרים שלהם
- מדוע מדענים כל כך מתעניינים בסרס? כל מה שקשור לכוכב הלכת עליו הם מחפשים באופן פעיל את החיים
- לאחר הצגת החיסון הרוסי נמצאו 144 תופעות לוואי אצל מתנדבים