Ali so lahko cevi lave, jame ali podzemna bivališča varno zatočišče za bodoče astronavte na Marsu? Znanstveniki iz NASA-ine ekipe roverja Curiosity pomagajo pri raziskovanju podobnih vprašanj z detektorjem za oceno sevanja ali RAD.
Za razliko od Zemlje Mars nima magnetnega polja, ki bi ga ščitilo pred visokoenergijskimi delci, ki letijo skozi vesolje. To sevanje lahko povzroči resno škodo zdravju ljudi in resno ogrozi sisteme za vzdrževanje življenja, od katerih bodo odvisni marsovski astronavti.
Na podlagi podatkov iz RAD Curiosity raziskovalci ugotavljajo, da lahko uporaba naravnih materialov, kot so kamnine in sedimenti na Marsu, zagotovi določeno zaščito pred tem vseprisotnim kozmičnim sevanjem. V članku, objavljenem to poletje v JGR Planets, so podrobno opisali, kako je Curiosity od 9. do 21. septembra 2016 ostal parkiran blizu pečine v kraju, imenovanem Murray Buttes.
Medtem ko je bil tam, je RAD zabeležil 4-odstotno zmanjšanje celotnega sevanja. Še pomembneje je, da je naprava odkrila 7,5-odstotno zmanjšanje emisij nevtralnih delcev, vključno z nevtroni, ki lahko prodrejo skozi skalo in so še posebej škodljivi za zdravje ljudi. Te številke so statistično dovolj visoke, da pokažejo, da je to posledica lokacije Curiosityja ob vznožju pečine in ne običajnih sprememb v sevanju ozadja. Raziskovalci zdaj iščejo druga mesta, kjer bi lahko RAD ponovil takšne meritve.
NASA-ina vesoljska vremenska postaja na Marsu
Velik del sevanja, izmerjenega z RAD, izvira iz galaktičnih kozmičnih žarkov – delcev, ki jih izvržejo eksplozivne zvezde in so razpršeni po vesolju. To ustvarja preprogo "radiacijskega ozadja", ki lahko predstavlja nevarnost za zdravje ljudi. Občasno intenzivno sevanje prihaja od Sonca v obliki sončnih neviht, ki v medplanetarni prostor izvržejo močne loke ioniziranega plina.
"Te strukture se upogibajo v vesolju in včasih tvorijo zapletene magnetne cevi v obliki rogljičkov, večje od Zemlje, in proizvajajo udarne valove, ki lahko učinkovito vzbujajo delce," je povedal Jinnan Guo, ki je vodil študijo, objavljeno septembra v The Astronomy and Astrophysics Review, v kateri analize devet let podatkov RAD.
"Kozmični žarki, sončno sevanje, sončne nevihte so vsi sestavni deli vesoljskega vremena in RAD je pravzaprav predstraža vesoljskega vremena na površju Marsa," je dejal Don Hassler iz Southwest Research Institute, glavni raziskovalec instrumenta RAD.
Sončne nevihte se pojavljajo z različno pogostostjo glede na 11-letne cikle, pri čemer imajo nekateri cikli pogostejše in močnejše nevihte kot drugi. Ironično se lahko izkaže, da so obdobja največje sončne aktivnosti najvarnejši čas za bodoče astronavte na Marsu: povečana sončna aktivnost ščiti Rdeči planet pred kozmičnimi žarki za 30–50 % v primerjavi z obdobji, ko je sončna aktivnost nižja.
"To je kompromis," je dejal Guo. »Ta obdobja visoke intenzivnosti zmanjšajo en vir sevanja: vseprisotno visokoenergijsko sevanje ozadja kozmičnih žarkov okoli Marsa. Toda hkrati se bodo morali astronavti boriti z občasnim, intenzivnejšim sevanjem sončnih neviht."
Opazovanja RAD so ključna za razvoj sposobnosti napovedovanja in merjenja vesoljskega vremena, učinkov Sonca na Zemljo in druga telesa Osončja. Medtem ko NASA načrtuje možne človeške polete na Mars, RAD služi kot predstraža in del observatorija za heliofizični sistem – skupine 27 misij, ki preučujejo Sonce in njegove učinke na vesolje – katerih raziskave podpirajo naše razumevanje in raziskovanje vesolja.
Do danes je RAD izmeril učinke več kot ducata sončnih neviht (pet med preletom Marsa leta 2012), čeprav so zadnjih devet let zaznamovala posebej šibka obdobja sončne aktivnosti.
Znanstveniki šele zdaj opažajo povečano aktivnost, ko Sonce prihaja iz zimskega spanja in postaja bolj aktivno. Pravzaprav je RAD našel dokaze o prvem izbruhu razreda X novega sončnega cikla 28. oktobra 2021. Izbruhi razreda X so najmočnejša kategorija sončnih izbruhov, od katerih lahko največji onemogoči napajanje in komunikacije na Zemlji. Potrebnih je več opazovanj, da bi ocenili, kako nevarna je resnično močna sončna nevihta za ljudi na površju Marsa.
Ugotovitve RAD bodo prispevale k veliko večji količini podatkov, ki bodo zbrani za prihodnje misije s posadko. NASA je celo opremila Curiosityjev dvojnik, rover Perseverance, z vzorci materialov vesoljskih oblek, da oceni, kako dobro vzdržijo sevanje skozi čas.
Preberite tudi: