Галлактическое излучение является главным фактором сохранности астронавтов, отправляющихся на Луну. Исследователи и инженеры изучают разные способы и технологии для понижения разных типов излучения во время галлактических путешествий. Рассказываем, каким опасностям подвергаются космонавты в мироздании и как НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) пробует их защищать для будущих исследовательских работ.
За крайнее время тема освоения и колонизации Марса вышла из ряда научной фантастики. США (Соединённые Штаты Америки — внимание уделяя Марсу. Не считая того, НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) планирует «возвратить космонавтов на Луну» в программке Artemis. Все это — не только лишь захватывающе и завораживающе, да и пугающе. На Земле мы в относительной сохранности, с нашей атмосферой и достаточным расстоянием от Солнца. Но что происходит с людьми, когда они покидают неопасную зону?
Им грозит радиация.
Радиация из вселенной. Почему на Земле люди в сохранности?
Сначала для людей небезопасны частички энергии, которые вылетают из Солнца в итоге циклопических солнечных извержений.
В дополнение к вспышкам, большие облака — выбросы корональной массы — содержащие млрд тонн солнечного материала, время от времени взрываются на поверхности Солнца. Все почаще ученые считают, что выбросы корональной массы играют доминирующую роль в управлении самым массивным излучением Солнца: солнечными энергетическими частичками либо SEP (Solar energetic particles).
SEP — это частички (по большей части протоны, также электроны и ионы), парящие с таковой высочайшей скоростью, что некие из их добиваются Земли, находящейся на расстоянии 150 млн км, наименее чем за час.
Излучение — это энергия, заключенная в электромагнитные волны либо переносимая частичками. Энергия передается, когда волна либо частичка сталкиваются с кое-чем еще, к примеру, с астронавтом либо компонентом галлактического корабля. SEP небезопасны, поэтому что они могут проходить через кожу, выделяя энергию и разрушая клеточки либо ДНК (Дезоксирибонуклеиновая кислота — макромолекула, обеспечивающая хранение, передачу из поколения в поколение и реализацию генетической программы развития и функционирования живых организмов) на собственном пути. Такие повреждения могут прирастить риск рака в наиболее позднем возрасте либо, в последних вариантах, вызвать острую лучевую болезнь в короткосрочной перспективе.
Почему на Земле люди в сохранности?
На Земле люди застрахованы от этого вреда. Но почему?
Защитный «магнитный пузырь» Земли — магнитосфера — отклоняет большая часть солнечных частиц. Атмосфера также подавляет любые частички, которые попадают через нее. Интернациональная галлактическая станция движется по низкой околоземной орбите, находясь под защитой Земли, а корпус станции также помогает защитить членов экипажа от радиации.
Земля находится в центре большого голубого пузыря в форме кометы.
Магнитный пузырь Земли, именуемый магнитосферой, показан голубым цветом. Магнитосфера обеспечивает естественную защиту от галлактического излучения, отклоняя большая часть заряженных солнечных частиц от Земли.
Предоставлено: Галлактический центр Андёя/Тронд Абрахамсен
Но за пределами магнитной досягаемости Земли людские исследователи могут столкнуться с резкой радиацией вселенной.
Стратегия защиты астронавтов
Основная стратегия аналитической группы при работе в мироздании — употреблять всякую доступную массу на корабле. Они перераспределяют ее таковым образом, чтоб заполнить области, которые защищены недостаточно, и направляют членов экипажа к отлично защищенным областям.
Чем больше масса меж экипажем и излучением, тем больше возможность того, что небезопасные частички передадут свою энергию, до этого чем достигнут экипажа. На Луне космонавты могут насыпать лунный грунт либо реголит над своими убежищами, используя в собственных интересах естественные защитные материалы окружающей среды. Но что касается конструкции галлактического корабля, то полагаться на его габариты для защиты скоро становится недешево, так как для пуска большей массы требуется больше горючего.
Команда Джонсона работает над разработкой способов экранирования без прибавления доп материалов. У космонавтов не будет способности летать на «специальной радиационной защите». законы распределения полезного груза на корабле таковы, что любой предмет, с которым летит команда космонавтов, обязана быть многоцелевым.
Для галлактического корабля Orion они разработали план для космонавтов по строительству временного укрытия из имеющихся материалов под рукою, в том числе единиц хранения, уже находящихся на борту, либо припасов пищи и воды. Если на Солнце разразится еще один шторм, таковой же мощный, как в эру миссий Аполлона, экипаж «Ориона» будет в целости и сохранности.
Джессика Вос (на фронтальном плане), заместитель спеца по вопросцам здравоохранения и мед техники компании Orion, и космонавт Энн Макклейн (на заднем плане) показывают план радиационной защиты на обычном галлактическом корабле Orion. Во время действия SEP экипаж будет употреблять сумки для хранения на борту Ориона, чтоб сделать плотное укрытие от радиации
Остальные команды в НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) решают делему радиации при помощи творческих решений, разрабатывая такие технологии, как носимые жилеты и устройства, увеличивающие массу, также электрически заряженные поверхности, которые отклоняют радиацию.
Не считая того, Опытнейший дизайнер галлактических скафандров Эми Росс в Галлактическом центре имени Джонсона в НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) в Хьюстоне разрабатывает новейшие костюмчики для Луны и Марса. Конкретно эталоны ее прототипов скафандра направились на Марс в миссии «Напористость» для проверки и анализа.
Perseverance стартовал. Как он подготовит нас к колонизации Марса?
Как защититься от Солнца? Главные задачи
Чтоб защитить космонавтов от бурь с частичками солнечной энергии, нужно знать, когда таковая буря произойдет. Но потоки частиц неизменны и их тяжело предсказать. Природа турбулентных извержений Солнца еще стопроцентно не исследована.
В эталоне вы могли бы поглядеть на активную область на солнце, узреть, как она развивается, и попробовать предсказать, когда произойдет извержение. неувязка в том, что даже если б вы могли спрогнозировать вспышки и выбросы корональной массы, лишь маленькая часть по сути порождает частички, небезопасные для космонавтов.
Ричардсон
И если SPE вправду покажутся, тяжело предсказать, куда они пойдут. Силовые полосы магнитного поля — это магистраль для заряженных частиц, но когда солнце вращается, дороги преобразуются в спирали. Некие частички выбиваются из-за перегибов силовых линий. В итоге они могут распространяться по всей Солнечной системе в виде большого туманного облака.
Солнечная вспышка 7 августа 1972 года была зафиксирована обсерваторией Big Bear Solar в Калифорнии. Эта определенная вспышка, популярная как вспышка морского конька из-за формы ярчайших областей, вызвала мощное событие SEP, которое могло бы нанести вред космонавтам, если б в то время производилась миссия Аполлона
Модели, дозволяющие предсказать, когда покажутся SEP, находятся на ранешних стадиях разработки. одна из их употребляет прибытие наиболее легких и стремительных электронов для прогнозирования потока наиболее томных протонов, которые последуют за ним, которые наиболее небезопасны.
Ученые полагаются на гелиофизические миссии НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) для развития моделей прогнозирования галлактической погоды. Это помогает расположить галлактические корабли в различных точках обзора меж Солнцем и Землей. Запущенный в 2018 году солнечный зонд НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) Parker Solar Probe летит поближе к Солнцу, чем хоть какой иной галлактический корабль до него. Галлактический аппарат будет выслеживать SEP поблизости их источника. Это и станет ключом к разгадке того, как солнечные извержения ускоряют частички.
время тоже имеет значение. Солнце проходит через 11-летние циклы высочайшей и низкой активности. Во время солнечного максимума Солнце покрыто областями с высочайшим магнитным напряжением, которые готовы к извержению. Во время солнечного минимума, когда солнечных пятен не много либо совершенно нет, извержения редки.
В то время как ученые продолжают улучшать свои модели, гелиофизические галлактические аппараты НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) уже на данный момент обеспечивают наблюдения, чтоб отдать космонавтам всю полноту картины, осознание и прогнозирование угроз. И, основное, разрешение на выполнение миссий. Если на солнце нет активных пятен, ученые могут с уверенностью сказать, что солнечного шквала не будет.
Еще одна опасность. Излучение из примыкающих галактик
2-ой вид галлактического излучения распространяется даже далее, чем частички солнечной энергии. Галактические галлактические лучи — частички издавна ушедших взорвавшихся звезд в другом месте Млечного пути — повсевременно бомбят Галлактику со скоростью, близкой к световой. Если солнечные энерго частички — это неожиданный ливень, то галактические галлактические лучи больше похожи на устойчивую морось. Но моросящий дождик тоже может доставлять неудобства.
Галлактика находится в центре 2-ух огромных пурпуровых пузырей, представляющих гелиосферу. Золотые полосы отражаются всюду.
Это изображение указывает Галлактику и магнитный пузырь Солнца, гелиосферу который простирается далековато за его пределы. Калоритные полосы представляют собой галлактические лучи. Во время солнечного максимума, когда гелиосфера усиливается, она перекрывает больше галлактических лучей.
Центр галлактических полетов имени Годдарда НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США)/Лаборатория концептуальных изображений
Галлактические лучи имеют тенденцию быть наиболее сильными, чем даже самые энергичные солнечные частички. Этот же галлактический корабль, который защитит команду от частиц солнечной энергии, не сумеет задерживать галлактические лучи на расстоянии, потому галлактические лучи представляют суровую делему, в особенности для долгих миссий, таковых как путешествие на Марс, которое займет от 6 до 10 месяцев.
Хотя SEP трудно предсказать, галактические галлактические лучи приходят с неизменной скоростью. За одну секунду около 90 галлактических лучей попадают в галлактическую точку размером с мяч для гольфа. Меж тем, во время ливня SEP могло быть еще 1 000 частиц, проникающих через это место размером с мяч для гольфа. Эта скорость помогает найти пределы излучения и длительность миссии. В этом состоит ведущая стратегия НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) по ограничению действия галлактических лучей. НАСА (Национальное управление по воздухоплаванию и исследованию космического пространства — ведомство, принадлежащее федеральному правительству США) выслеживает личные дозы космонавтов, чтоб гарантировать, что они не подвергаются лишнему излучению.
Галлактические лучи состоят из томных частей, таковых как гелий, кислород либо железо. Мощные частички разбивают атомы, когда они сталкиваются с кое-чем, будь то астронавт либо толстые железные стены галлактического корабля. Удар вызывает поток доп частиц — вторичное излучение, что еще больше ухудшает опасность галлактических лучей.
Действие галлактических лучей также соединено с солнечным циклом. В относительном штиле солнечного минимума галлактические лучи просто попадают в магнитное поле Солнца. Но во время солнечного максимума магнитный пузырь Солнца усиливается с повышением солнечной активности, отталкивая неких незваных гостей из галактик. Как ни удивительно, вредное излучение помогает нейтрализовать другое опасное излучение.
Читайте также
— Сотворен метод искоренить паразитов, перекрыв все пути их метаболизма
— Почему ученым так увлекательна Церера? Все о планетке, на которой интенсивно отыскивают жизнь
— Опосля введения русской вакцины у добровольцев отыскали 144 побочных эффекта