Recent, subiectul explorării și colonizării lui Marte a apărut din science fiction. SUA, Europa, Rusia și
Sunt amenințați de radiații.
Radiația din spațiu. De ce sunt oamenii în siguranță pe Pământ?
În primul rând, particulele de energie care zboară din soare ca urmare a erupțiilor solare uriașe sunt periculoase pentru oameni.
În plus față de nori, norii uriași -ejectiile de masă coronală - care conțin un miliard de tone de material solar, uneori explodează pe suprafața soarelui. Oamenii de știință consideră din ce în ce mai mult că ejectiile de masă coronală joacă un rol dominant în controlul radiației cele mai puternice de la Soare: particule de energie solară sau SEP (particule energetice solare).
SEP-urile sunt particule (mai ales protoni, darde asemenea electroni și ioni) zboară cu viteze atât de mari încât unii dintre ei ajung pe Pământ, la 150 de milioane de km distanță, în mai puțin de o oră.
Radiația este energia conținută înunde electromagnetice sau purtate de particule. Energia este transferată atunci când o undă sau o particulă se ciocnește cu altceva, cum ar fi un astronaut sau o componentă dintr-o navă spațială. SEP-urile sunt periculoase, deoarece pot trece prin piele, eliberând energie și distrugând celulele sau ADN-ul în calea lor. O astfel de deteriorare poate crește riscul de cancer mai târziu în viață sau, în cazuri extreme, poate cauza îmbolnăviri acute de radiații pe termen scurt.
De ce sunt oamenii în siguranță pe Pământ?
Pe Pământ, oamenii sunt asigurați de acest rău. Dar de ce?
„Bula magnetică” protectoare a Pământului - magnetosferă- respinge majoritatea particulelor solare. Atmosfera suprima de asemenea orice particule care o pătrund. Stația Spațială Internațională se deplasează pe orbita Pământului joasă, în timp ce se află sub protecția Pământului, iar coca stației ajută la protejarea echipajului de radiații.
Pământul se află în centrul unei uriașe bule albastre în formă de cometă.
Bulă magnetică a Pământului, numită magnetosferă,afișat în albastru. Magnetosfera oferă protecție naturală împotriva radiațiilor cosmice prin devierea majorității particulelor solare încărcate de pe Pământ.
Credit: Centrul spațial Andøya / Trond Abrahamsen
Dar dincolo de raza magnetică a Pământului, exploratorii umani se pot confrunta cu radiații dure din spațiu.
Strategia de protecție a astronauților
Principala strategie a think tank-uluilucrează în spațiu - pentru a folosi orice masă disponibilă pe navă. Îl redistribuie în așa fel încât să completeze zonele protejate inadecvat și direcționează echipajul către zone bine protejate.
Cu cât este mai mare masa dintre echipaj și radiații, cu atâteste mai probabil ca particulele periculoase să-și transfere energia înainte de a ajunge la echipaj. Pe Lună, astronauții pot să adune solul lunar sau regulit peste ascunzătorile lor, profitând de materialele de protecție naturale ale mediului. Dar când vine vorba de proiectarea unei nave spațiale, a se baza pe dimensiunea acesteia pentru protecție devine curând scump, deoarece este nevoie de mai mulți propulsori pentru a lansa mai multă masă.
Echipa lui Johnson lucrează la dezvoltarea metodelorecranare fără adăugarea de materiale suplimentare. Astronauții nu vor putea zbura în „ecranarea specială a radiațiilor”. Legile distribuției sarcinii utile pe o navă sunt astfel încât fiecare obiect cu care o echipă de astronauți zboară trebuie să fie polivalent.
Pentru navele spațiale Orion s-au dezvoltatun plan pentru astronauți să construiască un adăpost temporar din materialele disponibile la îndemână, inclusiv unități de depozitare deja la bord sau livrări de alimente și apă. Dacă o altă furtună va izbucni pe Soare, la fel de puternică ca în timpul misiunilor Apollo, echipajul lui Orion va fi sigur și solid.
Jessica Vos (prim-plan), adjunctSpecialistul în sănătate și tehnologie medicală Orion și astronauta Anne McClain (fundal) demonstrează un plan de protecție împotriva radiațiilor la bordul unei nave spațiale tipice Orion. În timpul evenimentului SEP, echipajul va folosi pungi de depozitare la bordul lui Orion pentru a crea un adăpost strâns împotriva radiațiilor.
Alte echipe de la NASA se confruntă cu problema radiațiilorsoluții creative prin dezvoltarea de tehnologii, cum ar fi veste purtabile și dispozitive pentru creșterea masei și suprafețe încărcate electric care deflectează radiațiile.
De asemenea, un designer de spațiu cu experiențăAmy Ross la Centrul Spațial Johnson din NASA din Houston dezvoltă costume noi pentru Lună și Marte. Eșantioanele prototipului său spațial s-au dus pe Marte în misiunea Perseverență pentru verificare și analiză.
S-a lansat perseverența. Cum ne va pregăti pentru colonizarea lui Marte?
Cum să te protejezi de soare? Probleme principale
Pentru a proteja astronauții de furtunile de particuleenergie solară, trebuie să știți când va avea loc o astfel de furtună. Dar fluxurile de particule sunt grele și greu de prevăzut. Natura erupțiilor solare turbulente nu a fost încă înțeleasă pe deplin.
În mod ideal, te-ai putea uita la un activo zonă la soare, vedeți cum se dezvoltă și încercați să prezice când va avea loc erupția. Problema este că, chiar dacă ați putea prezice eșecuri și ejectii de masă coronală, doar o mică parte produce de fapt particule periculoase pentru astronauți.
Richardson
Și dacă apar SPE, este dificilprezice unde vor merge. Liniile de forță ale câmpului magnetic sunt o autostradă pentru particule încărcate, dar când soarele se rotește, drumurile se transformă în spirale. Unele particule sunt eliminate din cauza zăcământului liniilor de câmp. Drept urmare, ele se pot răspândi în întregul sistem solar sub forma unui nor de ceață imens.
Lumina solară din 7 august 1972 a fostînregistrat de Big Bear Solar Observatory din California. Acest focar particular, cunoscut sub numele de focar de pe malul mării datorită formei zonelor strălucitoare, a declanșat un puternic eveniment SEP care ar putea dăuna astronauților dacă misiunea Apollo ar fi fost în curs.
Modele pentru a prezice când vor apăreaSEP se află în primele etape ale dezvoltării. Unul dintre ei folosește sosirea electronilor mai ușori și mai rapide pentru a prezice fluxul protonilor mai grei care vor urma, care sunt mai periculoși.
Oamenii de știință se bazează pe misiunile heliofizice ale NASApentru dezvoltarea de modele de prognoză meteo spațială Acest lucru ajută la poziționarea navei spațiale la diferite puncte de vedere între Soare și Pământ. Lansat în 2018, Parker Solar Proba NASA zboară mai aproape de Soare decât oricare altă navă spațială înaintea sa. Nava spațială va urmări SEP în apropierea sursei lor. Aceasta va fi cheia pentru a descoperi modul în care erupțiile solare accelerează particulele.
Timpul contează și el. Soarele trece prin cicluri de 11 ani cu activitate ridicată și joasă. În timpul maximului solar, Soarele este acoperit în zone de înaltă tensiune magnetică care sunt gata să erupă. În timpul minimului solar, când există puține sau deloc pete solare, erupțiile sunt rare.
În timp ce oamenii de știință continuă să se îmbunătățeascămodelele lor, navele spațiale heliofizice ale NASA oferă deja observații pentru a oferi astronauților o imagine completă, înțelegere și predicție a pericolelor. Și, cel mai important, permisiunea de a îndeplini misiuni. În cazul în care nu există pete active pe Soare, oamenii de știință pot spune cu încredere că nu va exista năpârlă solară.
Un alt pericol. Radiație de la galaxiile vecine
Al doilea tip de radiații cosmicese răspândește chiar mai departe de particule de energie solară. Razele cosmice galactice - particule de stele care au explodat mult timp în altă parte a Căii Lactee - bombardează constant sistemul solar la viteze aproape de lumină. Dacă particulele de energie solară reprezintă o adâncime bruscă, razele cosmice galactice sunt mai mult ca o norișcă constantă. Dar ploaia ploioasă poate fi de asemenea incomodă.
Sistemul solar este în centrul a două bule mari violet care reprezintă heliosfera. Dungile de aur sunt reflectate peste tot.
Această imagine arată sistemul solar șibula magnetică a Soarelui, heliosfera care se extinde cu mult peste limitele sale. Dungile strălucitoare reprezintă raze cosmice. În timpul maximului solar, când heliosfera devine mai puternică, aceasta blochează mai multe raze cosmice.
Centrul de zbor spațial al Goddard / Laboratorul de imagistică conceptuală
Razele cosmice tind să fie mai multmai puternic decât chiar și cele mai energice particule solare. Aceeași navă spațială care protejează echipajul de particule de energie solară nu va putea ține razele cosmice la distanță, astfel încât razele cosmice prezintă o problemă gravă, mai ales în cazul misiunilor lungi, cum ar fi călătoria pe Marte, care va dura șase până la 10 luni.
Deși SEP este greu de prezis, galacticrazele cosmice ajung cu o viteză constantă. Într-o secundă, aproximativ 90 de raze cosmice lovesc un punct din spațiu de dimensiunea unei mingi de golf. Între timp, în timpul unei ploaie SEP, ar putea exista alte 1.000 de particule care se deplasează prin acel spațiu de dimensiunea unei mingi de golf. Această viteză ajută la determinarea limitelor de radiație și a duratei misiunii. În acest este strategia principală a NASA de a limita expunerea la razele cosmice. NASA monitorizează dozele individuale ale astronauților pentru a se asigura că nu sunt expuși la radiații în exces.
Razele cosmice sunt compuse din elemente grelecum ar fi heliu, oxigen sau fier. Particulele masive sparg atomii atunci când se ciocnesc cu ceva, fie că este vorba despre un astronaut sau pereții groși de metal ai unei nave spațiale. Impactul provoacă un flux de particule suplimentare - radiații secundare, care agravează și mai mult pericolul razelor cosmice.
Expunerea la razele cosmice este de asemenea asociată cuciclul solar. În calmul relativ al minimului solar, razele cosmice pătrund cu ușurință în câmpul magnetic solar. Dar în timpul maximului solar, bula magnetică a Soarelui se intensifică odată cu creșterea activității solare, alungând unii intrusi de la galaxii. Ciudat, radiațiile dăunătoare ajută la neutralizarea altor radiații periculoase.
Citește și
- Crearea unei modalități de eradicare a paraziților prin blocarea tuturor căilor metabolismului lor
- De ce oamenii de știință sunt atât de interesați de Ceres? Totul despre planeta pe care își caută activ viața
- După introducerea vaccinului rusesc, 144 de reacții adverse au fost constatate la voluntari