|
Защита космонавтов от радиации в дальнем космосе
|
|
|
|
В 1982 году писатель Джеймс Миченер опубликовал свой обширный роман «Космос». В нем он описывает вымышленную миссию Аполлона-18 на Луну. Пока астронавты находятся на поверхности, на Солнце разразился сильный шторм, запирающий их вне защитной капсулы. Двое мужчин получают смертельную дозу радиации, прежде чем им удается добраться до безопасного места. Им удается вернуться на свой посадочный модуль, но они настолько больны, что не могут вернуться, чтобы присоединиться к своему третьему члену экипажа в орбитальном лунном командном модуле. В конце концов они возвращаются на поверхность и умирают. Как бы ужасно это ни звучало, радиационное событие, подобное тому, что было в «Космосе», представляет собой реальную проблему для исследователей космоса.
|
|
|
|
И именно такого сценария планировщики лунных миссий хотят избежать. Сегодня они работают над способами смягчения облучения, и, если астронавты получат дозу радиации, найдут медицинские методы для их лечения. Солнечные вспышки каждый день посылают нам энергетические частицы с солнечным ветром. Они вызывают космическую погоду, которая мешает системам связи между Землей и многими миссиями в космосе (включая МКС). Это также может серьезно нарушить работу систем здесь, на Земле. Космическая погода (и вызывающие ее солнечные бури) усиливаются, когда солнце более активно, в период, называемый солнечным максимумом.
|
|
|
Солнечные бури могут варьироваться от умеренных вспышек до значительных событий с частицами солнечной энергии, которые могут быть смертельными для людей в космосе. Они происходят, когда протонный материал выбрасывается из Солнца, обычно связанный с большими солнечными вспышками и корональными выбросами массы (CME). Частицы ускоряются из-за вспышек и КВМ, и это делает их такими смертоносными. Для космонавтов в космосе лучшая защита — находиться за защитными стенами в своих капсулах и жилых помещениях. Но если выяснится, что люди во время миссии подвергаются воздействию радиации, важно провести медицинские процедуры, которые помогут космонавтам выздороветь.
|
|
|
|
Стоит помнить, что был по крайней мере один «близкий звонок» с лунными исследователями и потенциальной солнечной активностью. В 1972 году солнечные бури пронеслись мимо Земли и Луны. Они нарушили спутниковую связь, а также наземные системы связи на Земле. К счастью, ни одна миссия Аполлона не пострадала, хотя штормы произошли между миссиями Аполлона 16 и 17. Если бы они взорвались во время этих миссий, дела астронавтов пошли бы плохо, и они были бы легкой добычей либо на пути к Луне, либо на поверхности.
|
|
|
|
К счастью, есть миссия по изучению радиационной обстановки за пределами Земли: Artemis 1. Это важно в это время, когда мы приближаемся к солнечному максимуму. Когда он полетит, радиация и медицинские исследования будут в центре внимания этой миссии. На борту капсулы «Орион» установлены радиационные мониторы НАСА и ЕКА, а также специализированные испытательные манекены. Есть также CubeSats с экспериментами (например, генетически модифицированные дрожжи, которые заменяют реакцию человека на радиацию). Все они были разработаны для изучения радиационной обстановки, с которой астронавты столкнутся на пути к Луне.
|
|
|
|
Конечно, Орион имеет радиационную защиту для защиты людей и технологий. Будущие корабли, такие как система посадки человека SpaceX, будут хорошо защищены, чтобы защитить астронавтов на пути к Луне и обратно к запланированным Лунным воротам. В случае очень сильного шторма астронавты могут прятаться в бортовых убежищах, пока не станет безопасно. Это то, что сделали экипажи МКС, когда в сентябре 2017 года солнце произвело особенно яростную вспышку.
|
|
|
|
Однако стоит помнить, что МКС находится внутри защитного пузыря магнитосферы Земли. Астронавты, отправляющиеся за пределы магнитосферы на Орионе или другом космическом корабле, будут подвергаться риску. Как и люди, живущие и работающие на Луне. Такой магнитосферной защиты нет «там». Во время сильной солнечной бури люди в космосе очень быстро получат смертельное количество радиации.
|
|
|
|
«Покинуть магнитосферу — это все равно, что покинуть безопасную гавань и отправиться в открытый океан», — сказала Мелани Хейл, координатор сегмента Управления космической погоды Европейского космического агентства. «Радиационное облучение астронавтов на Луне может быть на порядок выше, чем на космической станции, и на несколько порядков выше, чем на поверхности Земли. радиационной среды за пределами магнитосферы и улучшить нашу способность прогнозировать солнечные бури и готовиться к ним».
|
|
|
|
Со своей стороны, ЕКА работает над проектом European Radiation Sensor Array (ERSA). Это серия датчиков для мониторинга радиации в режиме реального времени на борту будущей пилотируемой лунной космической станции Gateway. Идея состоит в том, чтобы получить измерения как внутри, так и снаружи капсул экипажа и мест обитания, чтобы понять радиационные риски и утечки. Также возможно установить радиационные датчики на беспилотные лунные орбитальные аппараты, такие как Lunar Pathfinder. Другая возможность — разместить датчики на будущих лунных телекоммуникационных спутниках.
|
|
|
|
Помимо защиты наших астронавтов и исследователей Луны, важно исследовать радиационную среду между Землей и Луной, как это сделает Артемида. Но нам нужно больше информации о самих солнечных вспышках. Хотя астрономы многое знают о солнечной активности, нам по-прежнему нужна надежная «система раннего предупреждения» о солнечных бурях. Это может помочь вовремя предупредить астронавтов и исследователей Луны о необходимости принять меры безопасности.
|
|
|
|
Это цель исследователей космической погоды по всему миру. Раннее наблюдение за активными областями на диске Солнца является основной целью миссии ЕКА 2029 Vigil. Он будет заблаговременно предупреждать о потенциально опасных явлениях космической погоды, которые могут поставить под угрозу астронавтов и исследователей. Другие миссии, такие как SOHO, STEREO, Обсерватория солнечной динамики и солнечный зонд Parker, предоставляют ценные долгосрочные данные об активности Солнца.
|
|
|
|
Источник
|
