Останнім часом тема освоєння та колонізації Марса вийшла з низки наукової фантастики. США, Європа, Росія та
Їм загрожує радіація.
Радіація з космосу. Чому на Землі люди в безпеці?
В першу чергу для людей небезпечні частинки енергії, які вилітають з Сонця в результаті гігантських сонячних вивержень.
На додаток до спалахів, величезні хмари -викиди корональної маси - містять мільярд тонн сонячного матеріалу, іноді вибухають на поверхні Сонця. Все частіше вчені вважають, що викиди корональної маси відіграють домінуючу роль в управлінні самим потужним випромінюванням Сонця: сонячними енергетичними частинками або SEP (Solar energetic particles).
SEP - це частинки (переважно протони, атакож електрони та іони), що летять з такою високою швидкістю, що деякі з них досягають Землі, що знаходиться на відстані 150 млн км, менш ніж за годину.
Випромінювання - це енергія, укладена велектромагнітні хвилі або переноситься частинками. Енергія передається, коли хвиля або частка стикаються з чимось ще, наприклад, з космонавтом або компонентом космічного корабля. SEP небезпечні, тому що вони можуть проходити через шкіру, виділяючи енергію і руйнуючи клітини або ДНК на своєму шляху. Такі пошкодження можуть збільшити ризик раку в більш пізньому віці або, в крайніх випадках, викликати гостру променеву хворобу в короткостроковій перспективі.
Чому на Землі люди в безпеці?
На Землі люди застраховані від цього шкоди. Але чому?
Захисний «магнітний міхур» Землі - магнітосфера- відхиляє більшість сонячних частинок. Атмосфера також пригнічує будь-які частинки, які проникають крізь неї. Міжнародна космічна станція рухається по низькій навколоземній орбіті, перебуваючи під захистом Землі, а корпус станції також допомагає захистити членів екіпажу від радіації.
Земля знаходиться у центрі величезного блакитного міхура у формі комети.
Магнітний міхур Землі, званий магнітосферою,показаний синім кольором. Магнітосфера забезпечує природний захист від космічного випромінювання, відхиляючи більшість заряджених сонячних частинок від Землі.
Надано: Космічний центр Андёя / Тронд Абрахамс
Але за межами магнітної досяжності Землі людські дослідники можуть зіткнутися з різкою радіацією космосу.
Стратегія захисту космонавтів
Основна стратегія аналітичної групи прироботі в космосі - використовувати будь-яку доступну масу на кораблі. Вони перерозподіляють її таким чином, щоб заповнити області, які захищені недостатньо, і направляють членів екіпажу до добре захищеним областям.
Чим більше маса між екіпажем і випромінюванням, тимбільша ймовірність того, що небезпечні частинки передадуть свою енергію, перш ніж досягнуть екіпажу. На Місяці астронавти можуть насипати місячний грунт або реголіт над своїми притулками, використовуючи в своїх інтересах природні захисні матеріали навколишнього середовища. Але що стосується конструкції космічного корабля, то покладатися на його габарити для захисту незабаром стає дорого, оскільки для запуску більшої маси потрібно більше палива.
Команда Джонсона працює над розробкою методівекранування без додавання додаткових матеріалів. У астронавтів не буде можливості літати на «спеціальної радіаційного захисту». Закони розподілу корисного вантажу на кораблі такі, що кожен предмет, з яким летить команда астронавтів, повинна бути багатоцільовим.
Для космічного корабля Orion вони розробилиплан для астронавтів з будівництва тимчасового притулку з наявних матеріалів під рукою, в тому числі одиниць зберігання, які вже перебувають на борту, або запасів їжі та води. Якщо на Сонце вибухне ще один шторм, такий же сильний, як в епоху місій Аполлона, екіпаж «Оріона» буде в цілості й схоронності.
Джессіка Вос (на передньому плані), заступникспеціаліста з питань охорони здоров'я та медичної техніки компанії Orion, і астронавт Енн Макклейн (на задньому плані) демонструють план радіаційного захисту на типовому космічному кораблі Orion. Під час події SEP екіпаж буде використовувати сумки для зберігання на борту Оріона, щоб створити щільне укриття від радіації
Інші команди в НАСА вирішують проблему радіації здопомогою творчих рішень, розробляючи такі технології, як носяться жилети і пристрої, що збільшують масу, а також електрично заряджені поверхні, які відхиляють радіацію.
Крім того, Досвідчений дизайнер космічнихскафандрів Емі Росс в Космічному центрі імені Джонсона в НАСА в Х'юстоні розробляє нові костюми для Місяця і Марса. Саме зразки її прототипів скафандра вирушили на Марс в місії «Наполегливість» для перевірки та аналізу.
Perseverance стартував. Як він підготує нас до колонізації Марса?
Як захиститися від Сонця? Основні проблеми
Щоб захистити астронавтів від бур з частинкамисонячної енергії, необхідно знати, коли така буря станеться. Але потоки частинок непостійні і їх важко передбачити. Природа турбулентних вивержень Сонця ще повністю не вивчена.
В ідеалі ви могли б подивитися на активнуобласть на Сонці, побачити, як вона розвивається, і спробувати передбачити, коли відбудеться виверження. Проблема в тому, що навіть якщо б ви могли спрогнозувати спалахи і викиди корональної маси, тільки невелика частина насправді породжує частки, небезпечні для астронавтів.
Річардсон
І якщо SPE дійсно з'являться, важкопередбачити, куди вони підуть. Силові лінії магнітного поля - це магістраль для заряджених частинок, але коли Сонце обертається, дороги перетворюються в спіралі. Деякі частинки вибиваються з-за перегинів силових ліній. В результаті вони можуть поширюватися по всій Сонячній системі у вигляді величезного туманного хмари.
Сонячний спалах 7 серпня 1972 року булозафіксована обсерваторією Big Bear Solar в Каліфорнії. Ця конкретна спалах, відома як спалах морського коника через форми яскравих областей, викликала сильна подія SEP, яке могло б завдати шкоди астронавтам, якби в той час виконувалася місія Аполлона
Моделі, що дозволяють передбачити, коли з'являтьсяSEP, знаходяться на ранніх стадіях розробки. Одна з них використовує прибуття легших і швидких електронів для прогнозування потоку більш важких протонів, які підуть за ним, які більш небезпечні.
Вчені покладаються на Геліофізичні місії НАСАдля розвитку моделей прогнозування космічної погоди. Це допомагає розташувати космічні кораблі в різних точках огляду між Сонцем і Землею. Запущений у 2018 році сонячне зонд НАСА Parker Solar Probe летить ближче до Сонця, ніж будь-який інший космічний корабель до нього. Космічний апарат буде відслідковувати SEP поблизу їх джерела. Це і стане ключем до розгадки того, як сонячні виверження прискорюють частинки.
Час теж має значення.Сонце проходить через 11-річні цикли високої і низької активності. Під час сонячного максимуму Сонце покрито областями з високим магнітним напругою, які готові до виверження. Під час сонячного мінімуму, коли сонячних плям мало або зовсім немає, виверження рідкісні.
У той час як вчені продовжують удосконалюватисвої моделі, Геліофізичні космічні апарати НАСА вже зараз забезпечують спостереження, щоб дати астронавтам всю повноту картини, розуміння і прогнозування небезпек. І, головне, дозвіл на виконання місій. Якщо на Сонці немає активних плям, вчені можуть з упевненістю сказати, що сонячного шквалу не буде.
Ще одна небезпека. Випромінювання з сусідніх галактик
Другий вид космічного випромінюванняпоширюється навіть далі, ніж частки сонячної енергії. Галактичні космічні промені - частинки давноминулих вибухнули зірок в іншому місці Чумацького шляху - постійно бомбардують Сонячну систему зі швидкістю, близькою до швидкості світла. Якщо сонячні енергетичні частинки - це раптова злива, то галактичні космічні промені більше схожі на стійку мряка. Але дрібний дощ теж може доставляти незручності.
Сонячна система знаходиться в центрі двох великих пурпурних бульбашок, які представляють гелиосферу. Золоті смуги відображаються всюди.
Це зображення показує Сонячну систему імагнітний міхур Сонця, гелиосферу який простягається далеко за його межі. Яскраві смуги являють собою космічні промені. Під час сонячного максимуму, коли геліосфера посилюється, вона блокує більше космічних променів.
Центр космічних польотів імені Годдарда НАСА / Лабораторія концептуальних зображень
Космічні промені мають тенденцію бути більшпотужними, ніж навіть дуже енергійні сонячні частинки. Той же космічний корабель, який захистить команду від частинок сонячної енергії, не зможе утримувати космічні промені на відстані, тому космічні промені становлять серйозну проблему, особливо для тривалих місій, таких як подорож на Марс, який займе від шести до 10 місяців.
Хоча SEP складно передбачити, галактичнікосмічні промені приходять із постійною швидкістю. За одну секунду близько 90 космічних променів потрапляють у космічну точку розміром із м'яч для гольфу. Тим часом, під час зливи SEP могло бути ще 1000 частинок, що проникають через цей простір розміром із м'яч для гольфу. Ця швидкість допомагає визначити межі випромінювання та тривалість місії. У цьому складається провідна стратегія НАСА щодо обмеження впливу космічних променів. НАСА відстежує індивідуальні дози астронавтів, щоб гарантувати, що вони не зазнають зайвого випромінювання.
Космічні промені складаються з важких елементів,таких як гелій, кисень або залізо. Масивні частки розбивають атоми, коли вони стикаються з чимось, будь то космонавт або товсті металеві стінки космічного корабля. Удар викликає потік додаткових частинок - вторинне випромінювання, що ще більше посилює небезпеку космічних променів.
Вплив космічних променів також пов'язано зсонячним циклом. У відносному штилі сонячного мінімуму космічні промені легко проникають в магнітне поле Сонця. Але під час сонячного максимуму магнітний міхур Сонця посилюється зі збільшенням сонячної активності, відштовхуючи деяких непроханих гостей з галактик. Як не дивно, шкідливе випромінювання допомагає нейтралізувати інше небезпечне випромінювання.
Читайте також
- Створено спосіб викоренити паразитів, перекривши всі шляхи їх метаболізму
- Чому вченим так цікава Церера? Все про планету, на якій активно шукають життя
- Після введення російської вакцини у добровольців знайшли 144 побічних ефекту