Как марсоход Curiosity делает Марс более безопасным для астронавтов


Датчик радиации на борту космического корабля предоставляет новые данные о рисках для здоровья людей на поверхности.

Могут ли лавовые трубы, пещеры или подземные среды обитания стать безопасным убежищем для будущих астронавтов на Марсе? Ученые из команды марсохода Curiosity NASA помогают исследовать подобные вопросы с помощью детектора оценки радиации.

НАСА Curiosity марсохода используется мачта камеры или Mastcam, чтобы захватить этот образ обнажения с тонко слоистыми породами в регионе «Мюррей Бет» на нижнем эолиде 8 сентября 2016 года Credits : НАСА / Лаборатория реактивного движения-Калтех / MSSS.

В отличие от Земли, Марс не имеет магнитного поля, защищающего его от высокоэнергетических частиц, летящих в космосе. Это излучение может нанести серьезный ущерб здоровью человека, а также серьезно подорвать системы жизнеобеспечения, от которых будут зависеть марсианские астронавты.

Основываясь на данных RAD Curiosity, исследователи обнаруживают, что использование природных материалов, таких как камни и осадки на Марсе, может обеспечить некоторую защиту от этого вездесущего космического излучения. В статье, опубликованной этим летом в JGR Planets , они подробно рассказали, как Curiosity оставался припаркованным у обрыва в месте под названием «Мюррей-Баттс» с 9 по 21 сентября 2016 года.

Селфи Curiosity на «Мюррей-Баттс» : марсианский марсоход НАСА Curiosity использовал свой марсианский ручной Lens Imager, или MAHLI, чтобы сделать это селфи в месте бурения скважин «Кела» в районе «Мюррей-Баттс» на нижней горе Шарп в период с 17 по 18 сентября.
Селфи Curiosity на «Мюррей-Баттс» : марсианский марсоход НАСА Curiosity использовал свой марсианский ручной Lens Imager, или MAHLI, чтобы сделать это селфи в месте бурения скважин «Кела» в районе «Мюррей-Баттс» на нижней горе Шарп в период с 17 по 18 сентября.

Находясь там, RAD зафиксировал снижение общей радиации на 4%. Что еще более важно, прибор обнаружил снижение на 7,5% излучения нейтральных частиц, включая нейтроны, которые могут проникать через породу и особенно вредны для здоровья человека. Эти числа статистически достаточно высоки, чтобы показать, что это произошло из-за расположения Curiosity у подножия утеса, а не из-за обычных изменений фонового излучения.

«Мы долго ждали подходящих условий для получения этих результатов, которые имеют решающее значение для обеспечения точности наших компьютерных моделей», – сказал Бент Эресманн из Юго-Западного исследовательского института, ведущий автор недавней статьи. «В Murray Buttes у нас наконец-то были эти условия и данные для анализа этого эффекта. Сейчас мы ищем другие места, где RAD может повторить такие измерения».

Как погода на Марсе? Сезоны меняются даже на Марсе, и флот исследователей НАСА помогает ученым больше узнать о воздействии на Красную планету.

Большая часть излучения, измеряемого RAD, исходит от галактических космических лучей – частиц, выбрасываемых взрывающимися звездами и разносимых по всей Вселенной. Это образует ковер из «радиационного фона», который может представлять опасность для здоровья человека.

Более интенсивная радиация спорадически исходит от Солнца в виде солнечных бурь, которые выбрасывают массивные дуги ионизированного газа в межпланетное пространство.

«Эти структуры изгибаются в космосе, иногда образуя сложные магнитные трубки в форме круассана, большие, чем Земля, вызывая ударные волны, которые могут эффективно возбуждать частицы», – сказал Цзиннань Гуо, руководивший исследованием, опубликованным в сентябре в The Astronomy and Astrophysics Review , в котором анализируются девять лет данных RAD, когда она училась в немецком университете Христиана Альбрехта.

«Космические лучи, солнечная радиация, солнечные бури – все они являются компонентами космической погоды, и RAD фактически является форпостом космической погоды на поверхности Марса», – говорит Дон Хасслер из Юго-Западного исследовательского института, главный исследователь прибора RAD.

Солнечные бури происходят с разной частотой в зависимости от 11-летних циклов, причем одни циклы имеют более частые и мощные бури, чем другие. Как ни странно, периоды максимальной солнечной активности могут оказаться самым безопасным временем для будущих астронавтов на Марсе: повышенная солнечная активность защищает Красную планету от космических лучей на целых 30-50% по сравнению с периодами, когда солнечная активность ниже. .

«Это компромисс, – сказал Го. «Эти периоды высокой интенсивности уменьшают один источник излучения: вездесущее высокоэнергетическое фоновое излучение космических лучей вокруг Марса. Но в то же время астронавтам придется иметь дело с прерывистой, более интенсивной радиацией от солнечных бурь ».

«Наблюдения RAD являются ключом к развитию способности предсказывать и измерять космическую погоду, влияние Солнца на Землю и другие тела Солнечной системы», – сказал Джим Спанн, руководитель отдела космической погоды в отделе гелиофизики НАСА. «Поскольку НАСА планирует возможные полеты человека на Марс, RAD служит форпостом и частью Обсерватории гелиофизической системы – флотилии из 27 миссий, изучающих Солнце и его влияние на космос – исследования которой поддерживают наше понимание и исследование космоса. ”

На сегодняшний день RAD измерил воздействие более чем дюжины солнечных бурь (пять во время полета на Марс в 2012 году), хотя последние девять лет были отмечены особенно слабым периодом солнечной активности.

Расположение RAD на борту Curiosity: верхнюю часть детектора оценки радиации можно увидеть на палубе марсохода Curiosity NASA.
Расположение RAD на борту Curiosity: верхнюю часть детектора оценки радиации можно увидеть на палубе марсохода Curiosity NASA. 

Ученые только сейчас начинают наблюдать рост активности, когда Солнце выходит из спячки и становится более активным. Фактически, RAD обнаружила свидетельства первой вспышки нового солнечного цикла X-класса 28 октября 2021 года. Вспышки X-класса являются самой интенсивной категорией солнечных вспышек, самая крупная из которых может привести к отключению электроэнергии и отключению связи. на земле.

«Это захватывающее время для нас, потому что одна из важных задач RAD – охарактеризовать экстремальные явления космической погоды. Такие события, как солнечные вспышки и штормы, – это один из типов космической погоды, который чаще всего случается во время повышенной солнечной активности – времени, к которому мы приближаемся сейчас », – сказал Эресманн. Необходимы дополнительные наблюдения, чтобы оценить, насколько опасна действительно мощная солнечная буря для людей на поверхности Марса.

Выводы RAD будут использоваться в гораздо большем объеме данных, которые будут собираться для будущих миссий с экипажем. Фактически, НАСА даже оснастило аналог Curiosity, марсоход Perseverance, образцами материалов для скафандров, чтобы оценить, насколько они выдерживают радиацию с течением времени.


Добавить комментарий