Чи можуть лавові труби, печери чи підземні оселі стати безпечним притулком для майбутніх астронавтів на Марсі? Вчені з команди ровера NASA Curiosity допомагають досліджувати подібні питання за допомогою детектора радіаційної оцінки або RAD.
На відміну від Землі, Марс не має магнітного поля, яке захищає його від високоенергетичних частинок, що летять у космосі. Це випромінювання може завдати серйозної шкоди здоров’ю людини та серйозно підірвати системи життєзабезпечення, від яких залежатимуть марсіанські астронавти.
На основі даних RAD Curiosity, дослідники виявляють, що використання природних матеріалів, таких як камені та опади на Марсі, може забезпечити деякий захист від цього всюдисущого космічного випромінювання. У статті, опублікованій цього літа в JGR Planets, вони докладно розповіли, як Curiosity залишався припаркованим біля урвища у місці під назвою Murray Buttes з 9 по 21 вересня 2016 року.
Перебуваючи там, RAD зафіксував зниження загальної радіації на 4%. Що ще важливіше, прилад виявив зниження на 7,5% випромінювання нейтральних частинок, включаючи нейтрони, які можуть проникати через породу та особливо шкідливі здоров’ю людини. Ці цифри статистично досить високі, щоб показати, що це сталося через розташування Curiosity біля підніжжя скелі, а не через звичайні зміни фонового випромінювання. Зараз дослідники шукають інші місця, де RAD може повторити такі виміри.
Форпост космічної погоди NASA на Марсі
Велика частина випромінювання, що вимірюється RAD, походить від галактичних космічних променів – частинок, що викидаються зірками, що вибухають і розлітаються по всьому Всесвіту. Це утворює килим з «радіаційного фону», який може становити небезпеку здоров’ю людини. Спорадичне інтенсивне випромінювання походить від Сонця у вигляді сонячних бур, які викидають потужні дуги іонізованого газу у міжпланетний простір.
«Ці структури згинаються в космосі, іноді утворюючи складні магнітні трубки у формі круасану, більші за Землю, викликаючи ударні хвилі, які можуть ефективно збуджувати частинки», – сказав Цзіннань Гуо, який керував дослідженням, опублікованим у вересні в The Astronomy and Astrophysics Review в якому аналізуються дев’ять років даних RAD.
«Космічні промені, сонячна радіація, сонячні бурі – всі вони є компонентами космічної погоди, і RAD фактично є форпостом космічної погоди на поверхні Марса», – говорить Дон Хасслер з Південно-Західного дослідницького інституту, головний дослідник приладу RAD.
Сонячні бурі відбуваються з різною частотою залежно від 11-річних циклів, причому одні цикли мають більш часті та потужні бурі, ніж інші. Як не дивно, періоди максимальної сонячної активності можуть виявитися найбезпечнішим часом для майбутніх астронавтів на Марсі: підвищена сонячна активність захищає Червону планету від космічних променів на 30-50% у порівнянні з періодами, коли сонячна активність нижча.
«Це компроміс», – сказав Гуо. «Ці періоди високої інтенсивності зменшують одне джерело випромінювання: всюдисуще високоенергетичне фонове випромінювання космічних променів навколо Марса. Але водночас астронавтам доведеться боротися з переривчастою, інтенсивнішою радіацією від сонячних бур».
Спостереження RAD є ключем до розвитку здатності передбачати та вимірювати космічну погоду, вплив Сонця на Землю та інші тіла Сонячної системи. Оскільки NASA планує можливі польоти людини на Марс, RAD служить форпостом та частиною Обсерваторії геліофізичної системи – флотилії з 27 місій, які вивчають Сонце та його вплив на космос – дослідження якого підтримують наше розуміння та дослідження космосу.
На сьогодні RAD виміряв вплив більш ніж дюжини сонячних бур (п’ять під час польоту на Марс у 2012 році), хоча останні дев’ять років були відзначені особливо слабким періодом сонячної активності.
Вчені тільки зараз починають спостерігати зростання активності, коли Сонце виходить зі сплячки і стає активнішим. Фактично, RAD виявив свідчення першого спалаху X-класу нового сонячного циклу 28 жовтня 2021 року. Спалахи X-класу є найінтенсивнішою категорією сонячних спалахів, найбільший з яких може призвести до відключення електроенергії та зв’язку на Землі. Необхідні додаткові спостереження, щоб оцінити, наскільки небезпечною є дійсно потужна сонячна буря для людей на поверхні Марса.
Висновки RAD використовуватимуться у значно більшому обсязі даних, які збиратимуться для майбутніх місій з екіпажем. NASA навіть оснастила аналог Curiosity, ровер Perseverance, зразками матеріалів для скафандрів, щоб оцінити, наскільки вони витримують радіацію з часом.
Читайте також: