Отправка путешественников на Марс потребует от ученых и инженеров преодоления ряда технологических препятствий и проблем безопасности. Одна из них — серьезный риск, связанный с излучением частиц Солнца, далеких звезд и галактик.
Ответ на два ключевых вопроса будет иметь большое значение для преодоления этого препятствия: будет ли излучение частиц представлять слишком серьезную угрозу для жизни человека во время полета к красной планете туда и обратно? И может ли сам момент полета на Марс защитить космонавтов и космический корабль от радиации?
В новой статье, опубликованной в рецензируемом журнале Space Weather, международная группа ученых-космонавтов, включая исследователей из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, отвечает на эти два вопроса "нет" и "да".
То есть люди должны иметь возможность безопасно путешествовать на Марс и обратно при условии, что космический корабль имеет достаточную защиту, а путь туда и обратно короче примерно четырех лет. И время полета человека на Марс действительно будет иметь значение: ученые определили, что лучшее время для полета, чтобы покинуть Землю, будет, когда солнечная активность находится на пике, известном как солнечный максимум.
Расчеты ученых показывают, что можно было бы защитить космический корабль, летящий на Марс, от энергичных частиц Солнца, потому что во время солнечного максимума наиболее опасные и энергичные частицы из далеких галактик отклоняются повышенной солнечной активностью.
Поездка такой длины была бы возможна. В среднем полет на Марс занимает около девяти месяцев, поэтому, в зависимости от времени запуска и доступного топлива, вполне вероятно, что человеческая миссия может достичь планеты и вернуться на Землю менее чем за два года.
Исследователи рекомендуют миссию не дольше четырех лет, потому что более длительное путешествие подвергнет астронавтов опасно высокому количеству радиации во время полета туда и обратно — даже если предположить, что они отправились, когда это было относительно безопаснее, чем в другое время. Они также сообщают, что главную опасность для такого полета будут представлять частицы за пределами нашей Солнечной системы.
Исследователи из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Массачусетского технологического института, Московского Сколковского института науки и технологий и GFZ Potsdam объединили геофизические модели излучения частиц для солнечного цикла с моделями того, как излучение повлияет на пассажиров-людей, включая его различные эффекты на различные органы тела, и на человека. Моделирование показало, что корпус космического корабля, построенный из относительно толстого материала, может помочь защитить астронавтов от радиации, но если экранирование слишком толстое, оно может фактически увеличить количество вторичного излучения, которому они подвергаются.
Два основных типа опасного излучения в космосе — это частицы солнечной энергии и галактические космические лучи; интенсивность каждого зависит от солнечной активности. По словам авторов, активность галактических космических лучей является самой низкой в течение 6-12 месяцев после пика солнечной активности, в то время как интенсивность солнечных энергетических частиц достигает большой силы во время солнечного максимума.