Kas daroma siekiant apsaugoti astronautus nuo radiacijos gilioje erdvėje?


Kas daroma siekiant apsaugoti astronautus nuo radiacijos gilioje erdvėje?

Didžiulė vainikinė skylė, kurios centre yra saulė penktadienį, rugsėjo 2 d., gali išsiveržti itin energingais protonų srautais. Dalelių spinduliuotė kelia grėsmę žmonėms kosmose ir skatina stiprius kosminius oro reiškinius, kurie gali sutrikdyti ryšius ir kitas technologijas. Autoriai: NASA/SDO

1982 m. rašytojas Jamesas Micheneris išleido savo milžinišką romaną „Kosmosas“. Jame jis aprašo išgalvotą „Apollo 18“ misiją į Mėnulį. Kol astronautai yra ant paviršiaus, saulė paleidžia didžiulę audrą, įstrigdama juos už apsauginės kapsulės. Abu vyrai apšviečiami mirtinais kiekiais radiacijos, kol jie patenka į saugią vietą.

Jiems pavyksta sugrįžti į savo nusileidimo aparatą, tačiau jie taip serga, kad negali grįžti prie savo trečiojo įgulos draugo, skriejančio Mėnulio valdymo modulyje. Jie galiausiai iškrenta į paviršių ir miršta. Kad ir kaip siaubingai tai skambėtų, toks radiacijos įvykis kaip „Kosmose“ yra tikras iššūkis kosmoso tyrinėtojams. Ir būtent tokio scenarijaus Mėnulio misijų planuotojai nori išvengti. Šiandien jie ieško būdų, kaip sumažinti apšvitą, ir, jei astronautai gauna radiacijos dozę, ieško medicininių metodų jiems gydyti.

Kosmoso oras ir radiacija

Saulės protrūkiai siunčia energingos dalelės mūsų kelias per saulės vėjas kiekvieną dieną. Jie sukelia kosminį orą, kuris trukdo ryšių sistemos tarp Žemės ir daugelio kosminių misijų (įskaitant TKS). Tai taip pat gali rimtai sutrikdyti sistemas Žemėje. Kosmoso oras (ir saulės audros kurie jį sukelia) sustiprėja, kai saulė yra aktyvesnė, laikotarpiu vadinamas saulės maksimumas.

Saulės audros gali svyruoti nuo lengvų protrūkių iki reikšmingų saulės energijos dalelių įvykių, kurie gali būti mirtini žmonėms erdvėje. Jie įvyksta, kai iš saulės išsiveržia protonų prikrauta medžiaga, paprastai susijusi su dideliais saulės blyksniais ir vainikinių masių išmetimu (CME). Dalelės įsibėgėja dėl blyksnių ir CME, todėl jos yra tokios mirtinos. Kosmose esantiems astronautams geriausia apsauga yra būti už apsauginių sienų jų kapsulėse ir buveinėse. Bet jei paaiškės, kad misiją vykdantys žmonės yra veikiami radiacijos, medicininės procedūros kad padėtų astronautams atsigauti, svarbu turėti.

Verta prisiminti, kad buvo bent vienas „artimas pokalbis“ su Mėnulio tyrinėtojais ir galimu saulės aktyvumu. 1972 m. Saulės audros praūžė pro Žemę ir Mėnulį. Jie sutrikdė palydovinį ryšį, taip pat antžemines ryšių sistemas Žemėje. Laimei, jokios „Apollo“ misijos nebuvo paveiktos, nors audros kilo tarp „Apollo 16“ ir „17“ misijų. Jei jos būtų išsiveržusios per tas misijas, astronautams būtų buvę blogai, kurie antys būtų sėdėję pakeliui į Mėnulį arba būdami paviršiuje.

Artemidės 1 radiacijos tyrimai

Laimei, yra misija tirti radiacinę aplinką už Žemės ribų: Artemidė 1. Tai svarbu šiuo metu, kai siekiame saulės maksimumo. Kai ji skrenda, radiacija ir medicininiai tyrimai bus pagrindinis šios misijos dėmesys. Orion kapsulėje yra NASA ir ESA spinduliuotės monitoriai, taip pat specializuoti bandomieji manekenai. Taip pat yra CubeSats su eksperimentais (pavyzdžiui, genetiškai modifikuotos mielės, kurios reiškia žmogaus reakcijas į spinduliuotę). Visi jie buvo skirti ištirti radiacinę aplinką, su kuria astronautai susidurs pakeliui į Mėnulį.

Žinoma, „Orion“ turi apsaugą nuo radiacijos, kad apsaugotų žmones ir technologijas. Ateities laivai, tokie kaip „SpaceX“ žmonių nusileidimo sistema, bus gerai apsaugoti, kad apsaugotų astronautus pakeliui į Mėnulį ir atgal į planuojamus Mėnulio vartus. Labai stiprios audros atveju astronautai gali slėptis laive esančiose prieglaudose, kol bus saugu. Taip TKS įgulos padarė, kai saulė 2017 m. rugsėjį paleido ypač įnirtingą protrūkį.

Kas daroma siekiant apsaugoti astronautus nuo radiacijos gilioje erdvėje?

Žemės apsiaustas: magnetosfera. Jis apsaugo nuo saulės spindulių. Autorius: NASA

Radiacijos pavojus už Žemės ribų

Tačiau verta prisiminti, kad TKS yra apsauginiame Žemės magnetosferos burbule. Astronautams, išvykstantiems už magnetosferos ribų Orionu ar kituose erdvėlaiviuose, iškils pavojus. Taip pat bus žmonės, gyvenantys ir dirbantys mėnulyje. Tokios magnetosferinės apsaugos „ten“ nėra. Stiprios saulės audros metu žmonės kosmose labai greitai bus apšviesti mirtinais kiekiais radiacijos.

„Palikti magnetosferą yra tarsi palikti saugų uostą ir išeiti į atvirą vandenyną“, – sakė Melanie Heil, Europos kosmoso agentūros Kosminių orų biuro segmentų koordinatorė. “Radiacijos poveikis astronautams Mėnulyje gali būti eilės tvarka didesnis nei Kosminėje stotyje ir keliais laipsniais didesnis nei Žemės paviršiuje. Būsimiems astronautams kils didesnė rizika dėl saulės dalelių įvykių: labai svarbu ištirti radiacijos aplinką už magnetosferos ribų ir pagerinti mūsų gebėjimą numatyti saulės audras ir joms pasiruošti.

Savo ruožtu ESA dirba su Europos radiacijos jutiklių matricos (ERSA) projektu. Tai jutiklių serija, skirta realiuoju laiku stebėti spinduliuotę būsimoje Mėnulio vartų kosminėje stotyje. Idėja yra gauti matavimus iš įgulos kapsulių ir buveinių viduje ir išorėje, kad būtų galima suprasti radiacijos riziką ir nuotėkį. Taip pat galima įmontuoti spinduliuotės jutiklius be įgulos Mėnulio orbitų, pvz., Mėnulio kelio paieškos. Kita galimybė – dėti jutiklius būsimuose Mėnulio telekomunikacijų palydovuose.

Saulės aktyvumo prognozavimas

Svarbu ne tik apsaugoti mūsų astronautus ir mėnulio tyrinėtojus, bet ir ištirti radiacija aplinką tarp Žemės ir Mėnulio, kaip tai padarys Artemidė. Tačiau mums reikia daugiau informacijos apie pačius saulės protrūkius. Nors astronomai daug žino apie saulės aktyvumą, mums vis tiek reikia tvirtos „ankstyvojo įspėjimo sistemos“ saulės audroms. Tai galėtų padėti laiku įspėti astronautus ir Mėnulio tyrinėtojus imtis saugos priemonių.

Toks yra viso pasaulio kosminių orų tyrinėtojų tikslas. Ankstyvas aktyvių Saulės disko regionų stebėjimas yra pagrindinis ESA 2029 m. budėjimo misijos tikslas. Jis iš anksto įspės apie potencialiai pavojingus atvejus kosminis oras įvykių, kurie gali kelti pavojų astronautai ir tyrinėtojai. Kitos misijos, tokios kaip SOHO, STEREO, Solar Dynamics Observatory ir Parker Solar Probe, suteikia vertingų ilgalaikių duomenų apie saulės aktyvumą.

Citata: Kas daroma siekiant apsaugoti astronautus nuo radiacijos gilioje erdvėje? (2022 m. rugsėjo 6 d.) gauta 2022 m. gruodžio 1 d. iš https://phys.org/news/2022-09-astronauts-deep-space.html

Šis dokumentas yra saugomas autorių teisių. Išskyrus bet kokius sąžiningus sandorius privačių studijų ar mokslinių tyrimų tikslais, jokia dalis negali būti atkuriama be raštiško leidimo. Turinys pateikiamas tik informaciniais tikslais.