熔岩管、洞穴或地下住宅能否成为未来宇航员在火星上的避风港？ NASA 好奇号火星车团队的科学家们正在使用辐射评估探测器 (RAD) 帮助调查类似问题。
与地球不同，火星没有磁场来保护它免受飞越太空的高能粒子的伤害。 这种辐射会对人类健康造成严重危害，并严重破坏火星宇航员赖以生存的生命支持系统。
根据 RAD 好奇号的数据，研究人员发现，使用火星上的岩石和沉积物等天然材料可以为这种无处不在的宇宙辐射提供一定的保护。 在今年夏天发表在 JGR Planets 上的一篇论文中，他们详细描述了好奇号如何在 9 年 21 月 2016 日至 日期间一直停在一个叫做 Murray Buttes 的地方的悬崖附近。
在那里，RAD 记录到总辐射减少了 4%。 更重要的是，该设备发现中性粒子排放量减少了 7,5%，其中包括可以穿透岩石并且对人体健康特别有害的中子。 这些数字在统计上足够高，表明这是由于好奇号位于悬崖底部，而不是背景辐射的通常变化。 研究人员现在正在寻找 RAD 可以复制此类测量的其他地方。
美国宇航局在火星上的太空气象前哨站
RAD 测量的大部分辐射来自银河宇宙射线——爆炸的恒星喷射出并散布在整个宇宙中的粒子。 这会形成“辐射背景”地毯，对人体健康构成威胁。 零星的强烈辐射以太阳风暴的形式来自太阳，太阳风暴将强大的电离气体弧喷射到行星际空间。
“这些结构在太空中弯曲，有时会形成比地球还大的复杂羊角形磁管，产生可以有效激发粒子的冲击波，”领导这项研究的 Jinnan Guo 说，该研究于 月发表在《天文学与天体物理学评论》上，其中分析九年的 RAD 数据。
“宇宙射线、太阳辐射、太阳风暴都是太空天气的组成部分，而 RAD 实际上是火星表面的太空天气前哨，”RAD 仪器首席研究员、西南研究所的 Don Hassler 说。
太阳风暴以 11 年为周期的不同频率发生，其中一些周期的风暴比其他周期更频繁、更强大。 具有讽刺意味的是，对于未来的火星宇航员来说，太阳活动最活跃的时期可能被证明是最安全的时期：与太阳活动较低的时期相比，太阳活动增加可以保护这颗红色星球免受宇宙射线的伤害 30-50%。
“这是一种妥协，”郭说。 “这些高强度时期减少了一个辐射源：火星周围无处不在的高能宇宙射线背景辐射。 但与此同时，宇航员将不得不应对来自太阳风暴的间歇性、更强烈的辐射。”
RAD 观测对于发展预测和测量空间天气、太阳对地球和其他太阳系天体的影响的能力至关重要。 由于 NASA 计划进行可能的载人火星飞行，RAD 作为太阳物理系统天文台的一个前哨站和一部分 - 一个由 27 个任务组成的舰队，研究太阳及其对太空的影响 - 其研究支持我们对太空的理解和探索。
迄今为止，RAD 已经测量了十多次太阳风暴的影响（2012 年火星飞越期间有五次），尽管过去九年的太阳活动特别微弱。
随着太阳从冬眠中苏醒并变得更加活跃，科学家们刚刚开始看到活动增加。 事实上，RAD 在 28 年 2021 月 日发现了新太阳周期的第一个 X 级耀斑的证据。 X 级耀斑是太阳耀斑中最强烈的一类，其中最大的耀斑可以摧毁地球上的电力和通讯。 需要更多的观察来评估真正强大的太阳风暴对火星表面人类的危险程度。
RAD 的研究结果将为未来的载人任务收集更多的数据。 NASA 甚至为好奇号的对应物——毅力号漫游车配备了宇航服材料样本，以评估它们随着时间的推移抵抗辐射的能力。
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