Содержание
Что нужно знать о радиации на Луне?
Луна – это следующая ступень для освоения человеком космоса, а потому все больше стран в ближайшие десятилетия планируют отправить людей на спутник Земли. Однако, как показала совместная работа китайских и немецких ученых, на лунной поверхности будущие космонавты получат дозу облучения в 200 раз выше, чем на Земле. Она эквивалентна 1369 микрозивертам в день, что примерно в 2,6 раза больше, чем суточная доза радиации на Международной космической станции (МКС). Как пишут авторы исследования, космическая радиация является одним из основных рисков для здоровья астронавтов, поскольку «хроническое воздействие галактических космических лучей может стать причиной развития рака, катаракты или дегенеративных заболеваний центральной нервной системы или других систем органов.» Другими словами, длительное пребывание на Луне подвергнет тела астронавтов воздействию высоких доз радиации. Но означает ли это, что люди не смогут постоянно жить на Луне?
На Луне впервые измерили уровень радиации
Возвращение на Луну
На самом деле ученым давно известно, что уровень радиации на Луне относительно высок, поскольку она не имеет плотной атмосферы или магнитного поля, защищающего ее. Наша Земля, к счастью, обладает обоими типами экранирования. Примечательно, что во время полетов «Аполлона» с 1969 по 1972 год астронавты носили на своих телах приборы для измерения радиации, называемые дозиметрами, которые определяли уровень радиационного облучения в течение всего полета. Тем не менее данные о радиации с поверхности Луны никогда не сообщались.
Экранирование – защита какого-либо объекта от воздействия электромагнитных полей или определенного вида излучений посредством установки соответствующей виду поля (излучения) преграды между объектом и источником.
Сегодня NASA работает над запланированной на 2024 год высадкой астронавтов на Луну. Миссия под названием Artemis призвана обеспечить постоянное присутствие человека на ближайшем соседе Земли и вокруг него уже к концу десятилетия. Уроки, извлеченные во время будущей миссии также помогут проложить путь для отправки первых людей на Марс, что NASA совместно со SpaceX планируют осуществить в 2030-х годах. Подробнее о том, как будет выглядеть первая пилотируемая миссия на Марс читайте в материале моего коллеги Рамиса Ганиева.
Миссия «Чанъэ-4»
В январе 2019 года межпланетная станция «Чанъэ-4» совершила посадку в кратере Фон Карман на обратной стороне Луны и в общей сложности проработала на поверхности спутника более 600 земных суток. Теперь же нейтронный и дозиметрический эксперимент на лунном посадочном модуле (Lunar Lander Neutrons and Dosimetry experiment, LND) «Чанъэ-4» измерил уровень радиации на лунной поверхности в зависимости от времени.
Заряженные частицы, такие как галактические космические лучи (GCRs), которые ускоряются до огромных скоростей благодаря взрывам сверхновых, вносят около 75% в общую мощность дозы радиации на лунной поверхности в 60 микрозивертов в час, свидетельствуют данные LND.
С помощью данных, собранных лунным посадочным модулем, исследователи выяснили ежедневную дозу радиации на спутнике Земли.
В ходе работы, опубликованной в журнале Science Advances, ученые сравнили облучение на Луне с перелетом из Нью-Йорка во Франкфурт: доза радиации на спутнике в 5–10 раз выше, чем во время путешествия. При этом астронавты будут подвергаться воздействию радиации дольше, чем пассажиры и пилоты трансатлантического рейса.
Эквивалентная мощность дозы излучения составила около 1369 микрозиверт в сутки, что примерно в 1,9 раза превышает аналогичный показатель на борту Международной космической станции и приблизительно в 200 раз — на поверхности Земли, – пишут авторы исследования.
Подписывайтесь на наш новостной канал в Telegram чтобы первым узнавать новости о последних научных открытиях.
Создание колонии на Луне
Согласитесь, читая подобные новости невольно задумываешься о будущей колонизации Луны – возможно ли это, учитывая по-настоящему высокие уровни радиации? Как пишет N+1, одним из основных факторов риска в космосе является радиационный фон, который преимущественно складывается из множества заряженных частиц, испущенных Солнцем или другими галактическими источниками. В целом эксперты отмечают, что длительное пребывание на спутнике Земли может представлять серьезную угрозу для здоровья. Например, низкая гравитация может ослабить мышцы и кости. Кроме того, длительная изоляция может негативно сказаться на психическом состоянии астронавтов. Но существуют ли способы, с помощью которых пагубного воздействия космической радиации можно избежать?
Уровень радиации на Луне в 200 раз выше, чем на Земле
Это интересно: Радиация на Марсе может повредить мозг будущих колонистов
Как мы писали ранее, укрытия, построенные из толстых слоев лунной пыли, могли бы обеспечить достаточную защиту на поверхности спутника. Другой вариант – построить лунные базы в лавовых трубах и огромных пещерах, которые простираются под поверхностью Луны.
Как объясняет исследователь из Кильского университета Роберт Виммер-Швайнгрубер, «астронавты могут и должны максимально защищать себя во время длительного пребывания на Луне, например, покрывая среду обитания толстым слоем лунного грунта.»
Такие меры также помогли бы защитить от спорадических, но потенциально опасных солнечных вспышек, известных как события солнечных частиц (SPE). Исследователи отмечают, что LND не обнаружила следов SPЕ на протяжении всего периода, охватываемого новым исследованием, но будущие лунные исследователи вполне могли попасть под один из них.
Космические миссииЛунаЛунная база
Для отправки комментария вы должны или
Уровень радиации на Луне оказался в 200 раз выше, чем на Земле
Привет, Гость!
Войти
Главная »
Блоги Экспертов И ИТ-Компаний »
Уровень радиации на Луне оказался в 200 раз выше, чем на Земле
Возможность размещать посты на проекте остановлена
Редакция CNews готова принять пресс-релизы компаний на адрес [email protected].
Приглашаем вас делиться комментариями о материалах CNews на наших страницах платформ Facebook, Telegram и Twitter.
Космическая радиация — один из основных рисков, связанных с освоением космоса. За пределами магнитного поля Земли солнечное излучение и излучения остальной части галактики представляют серьезную опасность для здоровья космонавтов.
В новом исследовании, опубликованном в журнале Science Advances, ученые определили, какой уровень радиации может ожидать космонавта на Луне. По оценкам команды, доза радиации, которую космонавты будут испытывать каждый день, составляет около 1,3 миллизиверта (единица измерения дозы радиации, полученной от радиоактивного источника). Это в 2,6 раза больше, чем получают космонавты на Международной космической станции (МКС).
По словам авторов исследования, уровень радиации на Луне почти в 200 раз выше, чем на поверхности Земли. Допустимая норма для людей, работающих с радиацией, 20 миллизивертов в год. Астронавт на Луне пересечет этот порог чуть более, чем за 15 дней.
Ученые получили результаты измерения с помощью китайского посадочного модуля Чанъэ-4, который приземлился на обратной стороне Луны в январе 2019 года. Этот эксперимент — не первое измерение радиации на Луне, но он первый, достигший такого уровня точности.
У радиации на спутнике Земли два основных источника: солнечные вспышки и космическое излучение из глубокого космоса. В отличие от нашей планеты, у Луны нет магнитного поля, чтобы отражать эти излучения.
Сейчас эксперты занимаются вопросом безопасности космонавтов. Космическая радиация — это проблема, которая постоянно исследуется, особенно когда речь идет о планировании длительных миссий. Ожидается, что астронавты проведут несколько недель на поверхности Луны в рамках космической программы «Артемида» в 2024 году.
Источник: https://i24.info/science/yroven-radiacii-na-lyne-okazalsia-v-200-raz-vyshe-chem-na-zemle.html
Данный материал является частной записью члена сообщества Club.CNews.
Редакция CNews не несет ответственности за его содержание.
2 года назад
| тэги:
Наука
Комментарии
Другие публикации
Редакция CNews готова принять пресс-релизы компаний на адрес news@cnews. ru.
Приглашаем вас делиться комментариями о материалах CNews на наших страницах платформ Facebook, Telegram и Twitter.
Может ли лунная база быть безопасной для астронавтов?
4 августа 1972 года Солнце выпустило раскаленный кнут энергии со своей поверхности и швырнуло его к планетам. Оно сопровождалось бурлящим облаком плазмы, называемым выбросом корональной массы, которое преодолело почти 150 миллионов километров между Солнцем и Землей чуть более чем за полдня — по-прежнему самое быстрое известное время прибытия для таких вспышек — чтобы ненадолго омыть нашу планету. в космическом огне.
Защитная магнитосфера Земли смялась и сжалась на две трети, посылая мощные геомагнитные потоки, пробегающие по планете. Ослепительные проявления «северного сияния» простирались до самой Испании, а перегруженные линии электропередач тянулись на юг вплоть до Техаса. У южного побережья Хайфона, Северный Вьетнам, моря взбунтовались, когда небесное возмущение преждевременно взорвало около двух десятков кораблей ВМС США. 0005 мин. Геомагнитная буря — одно из самых сильных солнечных явлений в истории человечества и, безусловно, самое сильное событие космической эры.
Астронавты Аполлона 16 вернулись домой примерно через три месяца после своего лунного набега, а астронавты Аполлона 17 все еще готовились к декабрьскому запуску. Тот факт, что солнечная вспышка произошла между предпоследней и последней пилотируемыми миссиями на Луну, был просто делом случая. Если бы члены любого из экипажей находились в космосе во время солнечной бури, особенно если бы они пересекали часть «предлунной» области между Землей и Луной, находящуюся за пределами магнитосферы, они получили бы потенциально смертельную дозу излучения.
Нам повезло в 1972 году. Что касается космических опасностей, то эта удача в основном сохранялась на протяжении всех экспедиций человечества за пределы планеты. На сегодняшний день единственными людьми, которые действительно погибли в космосе, были три космонавта Союз 11, , которые задохнулись из-за неисправного оборудования, когда их космический корабль начал спуск на Землю. Тем не менее, несмотря на то, что по большинству оценок можно было бы считать показатели безопасности почти безупречными, сегодня перспектива вернуться за пределы низкой околоземной орбиты почему-то кажется более пугающей — более опасной — чем это было, когда программа «Аполлон» закончилась. Вооружившись большим, чем когда-либо, знанием о том, что находится за пределами нашего дома, мы теперь, похоже, с меньшей охотой покидаем его. Может быть, мы слишком много знаем.
Неудача
Является ли вариантом
Политика, деньги и противоречивые федеральные директивы могут объяснить, почему ни один президент со времен Ричарда Никсона не отправлял людей обратно на Луну. Однако некоторые сторонники исследования Луны видят и более философские причины. Мы понимаем лучше, чем когда-либо в космическую эру, что может случиться с нами там. Стоит ли совершать путешествие? Мы наблюдаем, как горит наша собственная планета, и мы видим почти невообразимую красоту, зафиксированную датчиками наших путешествующих по Солнечной системе роботов, и мы задаемся вопросом, должны ли человеческие жизни подвергаться риску во имя исследования за пределами Земли. Космос может убить нас. Любой, кто осмелится проникнуть в верхние слои атмосферы нашего мира, умрет мучительной смертью без системы жизнеобеспечения. Даже при адекватном жизнеобеспечении солнце все равно может убить космонавтов, если вырвется наружу в самый неподходящий момент, пока они находятся за пределами защитного пузыря магнитосферы. Глубокий космос тоже может убить нас — даже издалека: частицы и излучение, исходящие от взрывающихся звезд и активных галактик, когда они достигают нас, становятся вредными космическими лучами, которые могут разрывать ДНК по швам, вызывая рак и другие болезни.
Серьезность последней угрозы становится ясной только сейчас. 25 сентября международная группа ученых, работающих с китайским посадочным модулем «Чанъэ-4» и марсоходом «Юйту-2», объявила, что Луна постоянно подвергается бомбардировке опасными космическими лучами. «Новая проблема для астронавтов», — гласил заголовок на веб-сайте ExtremeTech. «Уровни радиации на Луне тревожно высоки», — говорится на сайте «Интересная инженерия». «Новые измерения показывают, что Луна имеет опасный уровень радиации», — пишет Associated Press.
Клайв Нил, лунный ученый и сторонник космических исследований из Университета Нотр-Дам, надеялся увидеть больше людей на Луне с тех пор, как 48 лет назад астронавты Аполлона-17 покинули Луну. Он подозревает, что для того, чтобы это произошло, может потребоваться признание того, что неудача — это не только вариант, но и неизбежный. «Как мы видели при испытаниях ракет, неудачи — это то, где вы многому учитесь», — говорит он. «Несмотря на все, что вы делаете, вы не избавитесь от всех рисков. Это факт».
Ранее в этом году американцы пристегнулись к американской ракете, запущенной с американской земли впервые почти за десятилетие. Может ли возвращение на Луну быть далеким? Согласно плану Artemis администрации Трампа, НАСА планирует отправить первую женщину и следующего мужчину на богатый ресурсами южный полюс Луны к 2024 году. оборудование должно поторопиться, чтобы завершить трудную задачу по созданию новых массивных ракет и посадочных модулей. Большинство экспертов считают, что Конгресс должен резко увеличить финансирование, чтобы это стало возможным, не говоря уже о неопределенности, связанной с победой 3 ноября демократов Джо Байдена и Камалы Харрис на президентских выборах в США. Однако администратор НАСА Джим Брайденстайн говорит, что настроен оптимистично. И растущее сообщество лунных ученых и частных компаний работает так, как будто Артемида произойдет, даже несмотря на то, что истинные масштабы бесчисленных проблем, с которыми сталкивается проект, становятся ясными.
«Каждый давно хотел добиться прогресса в своей области. Теперь, когда кажется, что есть четкое направление и цель, все мотивированы и работают вместе», — говорит Дана Херли, космический физик из Лаборатории прикладной физики Университета Джона Хопкинса (APL).
Люди работают вместе, чтобы позволить людям жить и работать «вне планеты», как любит выражаться Нил. Защита их от радиации должна быть главной целью. Но как это будет работать и какой уровень защиты на самом деле необходим, будет вопросом космических агентств и самих астронавтов.
«Любой, кто находится на стороне НАСА, скажет: «Прежде всего, мы должны обеспечить безопасность задействованных людей, астронавтов, а все остальное вторично». Так и должно быть», — говорит Роджер Лауниус, давний историк НАСА. «Никто с этим не согласен. Вопрос в том, что необходимо для обеспечения этой безопасности? Это всегда сложно».
Радиоактивная Луна
Астронавты на поверхности Луны столкнутся с радиацией в 200-1000 раз большей, чем мы получаем на Земле, говорит Роберт Ф. Виммер-Швайнгрубер из Кильского университета в Германии, один из руководителей нового Чанга. е 4 исследования. Это примерно в два с половиной раза превышает уровень радиации на Международной космической станции (МКС). Плотная атмосфера Земли и мощное магнитное поле защищают нас. Однако на Луне нет воздуха, и ее магнитное поле чрезвычайно слабое, поэтому у нее нет защиты. Космические лучи в основном имеют форму нейтронов, больших и тяжелых (насколько это касается субатомных частиц). И они могут производить вторичные частицы, которые сами наносят ущерб, подобно битку, разбрасывающему бильярдные шары.
Как ни странно, солнце немного защищает от этого, говорит Джордж Хо, гелиофизик из APL. Когда наша звезда проходит активную фазу своего 11-летнего цикла, она испускает больше радиации, как это было во время той ужасной бури 1972 года. Эти вредоносные эманации могут до некоторой степени защитить Землю и другие планеты, отражая часть приходящих космических лучей. Недавние измерения, выполненные миссией Chang’e 4, проводились во время необычайно спокойной солнечной фазы, добавляет Хо.
«Мы стали намного лучше со времен Аполлона. Теперь мы постоянно смотрим на солнце», — говорит Хо. «Мы можем спрогнозировать и сказать: «Эй, следующие семь дней будут плохими для людей, совершающих выход в открытый космос [внекорабельная деятельность]». А для событий, связанных с солнечными частицами, несколько миллиметров алюминия могут защитить от них».
Поскольку галактические космические лучи могут проникать через такую тонкую защиту, они более опасны, чем обычные солнечные частицы. Материал, блокирующий излучение, такой как свинец, мало помогает, потому что он по-прежнему производит вторичные частицы, которые также опасны.
Многие ученые ожидают, что посетители Луны, особенно первые несколько экипажей, пробудут там всего несколько дней или, самое большее, пару недель. Кумулятивная доза облучения для такого короткого пребывания будет управляемой. Однако для более долгосрочных аванпостов, таких как лунные базы и лунно-орбитальные космические станции, предусмотренные несколькими космическими программами, потребуется план. У лунных ученых есть множество идей, но такие сторонники, как Нил, говорят, что они осуществятся только в том случае, если страны будут работать вместе, а не соперничать.
Подземные убежища и скафандры «Весенние лыжники»
Наиболее очевидное решение проблемы высокого уровня радиации на лунной поверхности — не жить там. Виммер-Швайнгрубер говорит, что подземные жилища могут защитить обитателей Луны от многих вредных частиц. По его словам, посетители Луны должны планировать строительство жилья на глубине не менее 80 сантиметров (около двух с половиной футов) под поверхностью. Для этого им понадобятся бульдозеры или, по крайней мере, мощные вездеходы с фронтальным погрузочным оборудованием.
Райан Уоткинс, физик из Планетарного научного института, представляет людей, живущих внутри лавовых труб, которые представляют собой полые отложения, оставленные древними потоками магмы. «Это своего рода двойной удар, потому что он не только защитит вас от радиации, но и защитит от ударов микрометеоритов», — говорит она.
Сунгу Лим, физик из Открытого университета в Англии, опубликовал исследование, описывающее, как использовать микроволны для спекания лунного реголита. Эта работа поднимает явную вероятность того, что будущие обитатели Луны смогут производить строительные материалы древним шумерским способом: обжигая грязь в кирпичи.
В Массачусетском технологическом институте исследователь аэронавтики Дава Ньюман и ее аспирант Коди Пейдж работают над будущими космическими скафандрами, построенными из новых передовых материалов. По словам Пейдж, полиэтилен — основной пластик — оказывается отличным противорадиационным экраном, потому что он настолько полон водорода, который поглощает тяжелые нейтроны в космических лучах. Она добавляет, что будущие космические скафандры могут еще больше повысить свою защитную способность за счет включения аэрогелей, углеродных нанотрубок, борных нанотрубок и защиты от бора. Бор-10 особенно полезен: из-за того, как нейтроны расположены внутри его атомных ядер, способность этого вещества останавливать космические лучи примерно на четыре порядка выше, чем у водорода.
Космические скафандры будущего должны быть легкими, удобными для перемещения и лучше защищать астронавтов от опасностей, таких как микрометеориты и радиация, говорит Ньюман. Нынешний базовый скафандр весит около 300 фунтов (136 кг), и она хочет снизить его до 90 фунтов (41 кг).
«Вы тратите большую часть своей энергии, если находитесь в громоздкой оболочке с газовым давлением», — говорит Ньюман. Следующий скафандр может больше походить на гидрокостюм. Астронавты могут надевать несколько слоев одежды, как весенний лыжник, и надевать защищающее от радиации пальто, когда того требуют условия. Космические скафандры также могут добавить защиту там, где это наиболее необходимо, закрывая основные органы, но оставляя конечности более открытыми.
Увеличенные мыши и реголит картечи
На Луне астронавты столкнутся с тремя основными источниками опасности: радиацией, пониженной гравитацией и реголитом. Радиация является самой последней проблемой, но пониженная гравитация также представляет собой хорошо известную опасность для здоровья. Даже если компенсировать это тяжелыми физическими упражнениями, астронавты все равно теряют мышечную массу и плотность костей во время длительного пребывания в условиях микрогравитации на МКС. Гравитация Луны сильнее — примерно в шесть раз меньше земной, — но посетители, путешествующие в течение длительного времени, все равно будут испытывать некоторые пагубные последствия низкой гравитации.
Се-Джин Ли, генетик из Университета Коннектикута, пытается решить некоторые из этих проблем. После более чем 10 лет усилий ему удалось отправить группу мышей на МКС в декабре прошлого года. Некоторых животных модифицировали так, чтобы у них отсутствовал ген, подавляющий рост мышц, некоторых лечили экспериментальным препаратом, работающим аналогичным образом, а другие служили немодифицированным контролем. Ли обнаружил, что модифицированные и обработанные мыши не только сохраняли свою мышечную массу в космосе, но даже набирали массу и имели лучшую плотность костей по сравнению с необработанными.
Хотя лекарство, основанное на этом исследовании, еще далеко для людей, работа предполагает, что астронавты когда-нибудь смогут принять таблетку, чтобы предотвратить худшие последствия для здоровья от пониженной гравитации.
Ген, подавляющий рост мышц, вырабатывает белок под названием миостатин, который обычно работает, чтобы сбалансировать мышечную массу с жиром. Молекула, которая удерживает их в равновесии, будет полезна животным, пытающимся сохранить достаточно мышц, чтобы охотиться или убегать, а также не позволит им накапливать их в избытке, что обходится дороже.
«Я думаю, что для людей это пережиток эволюции», — говорит Ли о молекуле. «Нам действительно не нужно иметь дело с этим больше. У всех нас есть холодильники; мы живем в домах с электричеством; нам не нужно убегать от хищников. Вот почему я утверждаю, что эта конкретная система так привлекательна для наркотиков».
Даже если астронавты могут избежать радиационного облучения и дегенерации мышц, поверхность лунного грунта, называемая реголитом, сама по себе представляет собой еще одну сложную проблему. Состоящая из зазубренных микроскопических осколков камня, лунная пыль похожа на более абразивный и раздражающий тальк: она проникает во все, от легких астронавтов до крошечных деталей машин и структурных щелей. Он также летает, когда космический корабль приземляется или запускается, превращая посадочные зоны в чистящую площадку, замечает Уоткинс.
«Больше проблем становится, когда вы начинаете приземлять несколько космических кораблей в одном и том же районе. Вам действительно нужно беспокоиться о том, как далеко вы приземлитесь из-за этой пыли», — говорит она. «Представьте, что он летит со скоростью один километр в секунду. Это нанесет некоторый ущерб, поэтому поиск способов смягчить это сейчас вызывает большую озабоченность».
То, что вас не убивает, делает вас сильнее
Как и многие увлеченные лунологи, Ньюман из Массачусетского технологического института отмечает, что следующая волна освоения космоса — это форма мягкой дипломатии. «Речь идет о потенциале совместной работы всего мира», — говорит она.
Лауниус, как и многие другие, считает Луну чем-то вроде Антарктиды, на которой расположено множество международных научных станций. Доступ к нему труден и опасен, но люди делают это постоянно, въезжая и выезжая небольшими группами. «Мы можем совершать походы на Луну», — говорит он. «Мы можем подняться и провести там несколько дней; возьмите с собой все необходимое. Нет причин думать, что у нас нет возможности создать лунную базу и оставаться там какое-то время. Но вот проблема: по сути, полет с людьми в космос означает превращение в многопланетный вид. Если причина не в этом, то зачем мы это делаем? Как только вы это сделаете, мы говорим не только о лунной исследовательской станции».
Трудно говорить о таких великих идеях с практической точки зрения, говорит Лауниус. И прямо сейчас, когда несколько стран планируют лунные базы и космические станции, практичность поднимает голову. Космические путешествия более возможны, чем когда-либо, и мы знаем об этом больше, чем когда-либо, поэтому опасность более очевидна и реальна, чем это было в прошлом. Более того, Лауниус считает, что сейчас США меньше склонны к риску, чем в эпоху Аполлона.
«Мы все делаем этот расчет риска», — говорит он. «Если я стою на углу, ожидая перехода, и вижу машину в 100 ярдах [91 метр], я могу решить, что могу это сделать. А вот человека рядом со мной может и нет. Это понятная проблема, и она отличается от человека к человеку. НАСА проявляет осторожность, потому что у них были действительно близкие ситуации, и у них было несколько аварий, в которых они потеряли астронавтов. Но я думаю, что сейчас мы, как общество, можем быть немного более склонными к риску».
Космическое агентство также является огромным кораблем, питаемым налогоплательщиками и управляемым политикой. Сторонники исследования несколько раз сталкивались с тем, что программы возвращения на Луну были объявлены, разрекламированы, запланированы, а затем отменены несколько раз с 19-го века.70-е годы. Десятилетия неопределенности — одна из причин, по которой некоторые ученые так стремятся работать с частным сектором, и наоборот. Уоткинс входит в группу научных консультантов космической компании основателя Amazon Джеффа Безоса Blue Origin, и она говорит, что компания стремится работать с учеными, чтобы решить, где приземлиться и какое экспериментальное оборудование взять с собой. Частные корпорации, обязанные акционерам или нескольким владельцам, могут иметь иную терпимость к риску, чем государственное учреждение, которое отвечает перед многими.
В то время как некоторые защитники исследований утверждают, что НАСА нужно мечтать о большем или избавляться от бюрократических проволочек, многие ученые говорят, что проблема не в том, чтобы просто осознать, что космос может нас убить. То, что нас не убивает, может сделать нас сильнее.
«Дело не в том, что люди не мечтают по-крупному. Отправка экипажа на южный полюс Луны — это большое дело», — говорит Уоткинс о запланированной НАСА миссии «Артемида» по высадке людей на Луну. «У нас просто больше знаний, что совсем неплохо. Мы знаем больше, а это значит, что мы можем лучше подготовиться».
ОБ АВТОРАХ
Ребекка Бойл — отмеченный наградами независимый журналист из Колорадо. Ее будущая книга Прогулки с Луной: раскрытие секретов нашего прошлого и нашего будущего (Random House) исследует отношения Земли со своим спутником на протяжении всей истории. Предоставлено: Ник Хиггинс
Первая оценка радиации на обратной стороне Луны вызывает тревогу у будущих астронавтов — The Wire Science
Репрезентативное фото Луны: Гильермо Ферла/Unsplash.
Китайско-германская группа исследователей, используя данные эксперимента «Нейтроны и дозиметрия Луны» (LND) на борту китайского посадочного модуля «Чанъэ-4» на обратной стороне Луны, получила первые в истории всесторонние измерения радиации с поверхности Луны. .
Ранее на Луну отправлялось множество миссий, но ни одна из них не регистрировала ежедневные данные, которые могли бы помочь ученым определить, какой дозе радиации может подвергнуться астронавт на Луне во время длительного пребывания. В своем новом исследовании китайско-германская группа сообщает об измерениях мощности дозы «с невиданной ранее точностью с поверхности Луны». И результаты не являются хорошими новостями.
Они обнаружили, что уровни радиации на поверхности Луны в 200–1000 раз выше, чем на поверхности Земли, и в 2,6 раза выше, чем у астронавтов на борту Международной космической станции (МКС).
Посадочный модуль «Чанъэ-4» приземлился в кратере фон Кармана на обратной стороне Луны 3 января 2019 года. Ученые использовали данные, зарегистрированные его датчиком LND в первые два лунных дня с тех пор — с 3 по 12 января и снова с С 31 января по 10 февраля 2019 года (в земных днях).
Результаты исследования приобретают большее значение, учитывая, что многие команды НАСА работают над высадкой «первой женщины и следующего мужчины» на Луну уже в 2024 году в рамках широко разрекламированной программы агентства «Артемида». Полученные данные могут помочь ученым НАСА защитить астронавтов, отобранных для этой программы, в краткосрочной перспективе путем разработки более эффективного защитного снаряжения, а в долгосрочной — путем планирования профилей миссий и возможностей, учитывающих более высокое воздействие.
На самом деле, исходя из текущего уровня защиты, доступного для астронавтов, AFP цитирует Роберта Виммера-Швайнгрубера, астрофизика из Кильского университета и соавтора исследования, который говорит, что их пребывание на Луне в настоящее время ограничено. «примерно до двух месяцев на поверхности», с учетом воздействия во время путешествий на Луну и обратно.
«Это огромное достижение в том смысле, что теперь у нас есть набор данных, который мы можем использовать для оценки нашего излучения» и лучшего понимания потенциального риска для людей на Луне», — сказал Томас Бергер, соавтор исследования и физик из Об этом сообщил Институт аэрокосмической медицины Немецкого космического агентства. 0009 Ассошиэйтед Пресс .
Одно из важных предположений, вытекающих из этого исследования, заключается в том, что защитные убежища для посетителей Луны могут быть сделаны из лунного реголита — лунной грязи — и должны иметь стены толщиной 80 см (30 дюймов). Лунного реголита на Луне, очевидно, много, а это означает, что миссиям нужно поднимать с Земли меньше строительного материала.
В рамках программы Artemis НАСА планирует отправить астронавтов обратно на Луну на неделю, а затем еще на один-два месяца после создания функционального базового лагеря. Ожидается, что первая миссия без экипажа Artemis I будет запущена в 2021 году9.0003
Двумя основными источниками радиации в Солнечной системе, в том числе на Луне, являются галактические космические лучи (ГКЛ) и события с солнечными частицами (СЧ).
GCR — это частицы очень высокой энергии, путешествующие в космосе и бомбардирующие верхние слои атмосферы Земли, Луну и все небесные тела во Вселенной. Они состоят из 87% протонов, 12% ядер гелия и 1% других более тяжелых ядер. Эти ядра обладают большой энергией и могут проникать в материалы в большей степени, чем другие частицы. Они образуются в результате взрывных космических событий, таких как сверхновые звезды.
Читайте также: Как был пробита магнитный щит Земли – и телескоп в Ути настроен на
После того, как звезда стала сверхновой, основным остатком взрыва является большое облако газа с сильными магнитными полями, которое может длиться тысячи лет лет. Частицы, такие как электроны и ионы, беспорядочно перемещаются в этом облаке, направляемые магнитными полями. Со временем некоторые из этих частиц могут разогнаться до таких больших энергий, что вырвутся из облака и улетят в космос.
Итальянский физик Энрико Ферми рассчитал математику этого явления в 1949 году. Много лет спустя космический гамма-телескоп NASA Fermi, названный в его честь, сыграл важную роль в подтверждении правильности его работы.
С другой стороны, считается, что СПС, также известные как солнечные протонные события, происходят, когда протоны, испускаемые Солнцем, ускоряются либо вблизи Солнца из-за солнечной вспышки, либо в межпланетном пространстве из-за еще более мощных звездных вспышек, называемых выбросы корональной массы.
GCR способствуют низкой мощности дозы облучения, но SPE могут быть очень интенсивными и случайными. Обе формы также могут повлиять на Землю. Но, к счастью, поверхность Земли защищена магнитосферой планеты, которая отражает большую часть космического излучения. Даже МКС частично экранирована магнитосферой.
Но на Луне таких щитов нет, поэтому обнаженная поверхность естественного спутника остается открытой.
На самом деле, когда GCR врезаются в лунную грязь, столкновение приводит к крошечным ядерным реакциям, высвобождающим нейтроны и гамма-лучи, которые становятся вторичными источниками радиации. Таким образом, облучение слишком большого количества реголита может быть более опасным, чем полное отсутствие реголита. Поэтому рекомендуемая толщина укрытий из реголита составляет 80 см. Еще немного, и стены будут излучать больше собственного излучения.
«Уровни радиации должны быть примерно одинаковыми по всей Луне, за исключением стен глубоких кратеров. По сути, чем меньше вы видите неба, тем лучше. Это основной источник радиации», — сказал Associated Press соавтор исследования Роберт Виммер-Швайнгрубер из Университета Кристиана-Альбрехта в Киле, Германия.
Он и его коллеги подсчитали, что GCR способствовала получению дозы облучения в 1369 микрозивертов в день. Один зиверт равен 1 Дж/кг, поэтому единица эффективно измеряет количество поглощенного излучения. И 1369микрозиверт – или 1,3 миллизиверта – сравним с получением рентгена брюшной полости, но растягивается на день. (Обратите внимание, однако, что разные формы излучения от разных источников имеют разную биологическую эффективность.)
За период, за который исследователи проанализировали данные, они не обнаружили никаких SPE с поверхности Луны. Они связывают это с тем, что Солнце в настоящее время проходит длительный период солнечного минимума. И «поскольку Солнце в настоящее время все еще находится в расширенном минимуме активности, — писали они в своей статье, — мощность дозы от GCR, о которой здесь сообщается, может рассматриваться как верхний предел для исследования Луны человеком в условиях низкой солнечной активности».
Читайте также: Солнечное пятно размером с планету подтверждает новый солнечный цикл, но не стоит ожидать «смертельных» вспышек
Известно, что радиация оказывает много вредного воздействия на человека. Хроническое воздействие GCR может вызвать катаракту, рак и/или дегенеративные заболевания центральной нервной системы.
В исследовании, опубликованном в 2017 году, изучались потенциальные риски рака для астронавтов на Марсе из-за длительного воздействия космических лучей.
«Облучение галактическими космическими лучами может разрушить ядро клетки и вызвать мутации, которые могут привести к раку», — заявил в пресс-релизе Фрэнсис Калчинотта, эксперт по космической физике из Университета Невады в Лас-Вегасе и один из авторов исследования. . «Мы узнали, что поврежденные клетки посылают сигналы окружающим, неповрежденным клеткам и, вероятно, изменяют микроокружение тканей. Эти сигналы, по-видимому, побуждают здоровые клетки мутировать, тем самым вызывая дополнительные опухоли или рак».