Могут ли лавовые тоннели, 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, или RAD.
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 пыль на Марсе, может обеспечить некоторую защиту от этого вездесущего космического излучения. Марсоход Curiosity достаточно долго (с 9 по 21 сентября 2016 года) прибывал на обрыве в месте называемом Murray Buttes.
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 цифры статистически достаточно высоки, чтобы показать, что это произошло из-за расположения Curiosity у подножия утеса, а не из-за обычных изменений фонового излучения.
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, большие, чем Земля, вызывая ударные волны, которые могут эффективно возбуждать частицы.
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 быть 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.
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.
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 весьма удобно, 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. 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, NASA даже оснастило аналог Curiosity, марсоход Perseverance, образцами материалов для скафандров, чтобы оценить, насколько они выдерживают радиацию с течением времени.