Марс засыпан радиацией. Без защитного магнитного экрана и такой плотной атмосферы, как у Земли, радиация из космоса имеет почти беспрепятственный путь к поверхности Марса. Наши машины могут перемещаться по поверхности и безнаказанно сталкиваться со всем этим излучением.
Но не люди. Для людей вся эта радиация представляет собой смертельную опасность.
Как могут с этим справиться потенциальные исследователи-люди? Что ж, им понадобится убежище. И им придется либо привезти это с собой, либо как-то там построить.
А может и нет. Возможно, они могли бы использовать природные особенности как часть своей защиты.
Новое исследование с использованием данных Марсианской научной лаборатории (MSL) Curiosity показало, как особенности естественного ландшафта Марса могут обеспечить некоторое укрытие от радиации. В частности, он показывает, как марсианские холмы обеспечивают защиту от частиц высокой энергии из космоса.
Исследование называется « Направленность марсианской поверхностной радиации и происхождение восходящей альбедо-радиации » и опубликовано в Geophysical Research Letters . Ведущий автор - Го Цзиннань из Китайского университета науки и технологий.
Когда MSL Curiosity приземлился на поверхность Марса в 2012 году, он нес в своей полезной нагрузке прибор, называемый детектором радиационной оценки (RAD).
RAD готовится к будущим визитам людей на Марс. Он обнаруживает и измеряет вредное излучение на Марсе, исходящее от Солнца и других источников. Он также может оценить опасность, которую радиация представляет для любой микробной жизни, которая может существовать на Марсе. RAD размером с тостер ненавязчиво располагается на верхней поверхности Curiosity.
Одна из областей, изучаемых MSL с помощью RAD, - это регион Мюррей-Баттс. Регион Мюррей-Баттс находится в нижней части горы Шарп в кратере Гейла. Любопытство было связано в первую очередь с изучением геологии, особенно особенностей песчаника и типа наслоения, называемого «косой слоистостью».
Но пока там RAD продолжал собирать данные. И эти данные показали снижение поверхностной радиации.
MSL Curiosity потратила 13 солей, припаркованных возле холма в районе Мюррей-Баттс. Находясь там, он в основном проводил наземные исследования и буровые работы. Но RAD также был активен, дав ученым возможность считывать радиационные данные за 13 дней в одном месте.
Данные RAD показали, что, находясь рядом с холмом, доза облучения снизилась примерно на 5 процентов. Исследовательская группа также построила карту видимости неба, показывающую, что 19 процентов неба было затемнено, когда марсоход находился рядом с холмом.
Это не научная заблуждение, когда речь идет о защите будущих исследователей от радиации, но это важные данные.
В данных есть больше нюансов. Во время проезда через район Мюррей-Баттс Curiosity не имел беспрепятственного обзора неба из-за особенностей местности. Таким образом, команда построила панорамный вид неба на основе средних значений, полученных за несколько предыдущих месяцев, для сравнения с данными, собранными во время парковки на 13 солей.
В этих средних есть некоторые приближения, но они должны сойтись.
Исследовательская группа создала карту звездного неба, чтобы проиллюстрировать влияние холма на радиационное воздействие. Он показывает панорамную видимость неба для RAD в зависимости от азимутального угла 360 ° (0 ° для севера). Оранжевая заштрихованная область показывает зенитный угол затрудненного обзора во время стоянки марсохода размером 13 солей. Незаштрихованные области показывают, как поверхностные частицы могут напрямую достигать RAD. Предоставлено: Цзиннань и др., 2021 г.
Карта звездного неба, иллюстрирующая влияние холма на радиационное воздействие. (Jingnan et al., GRL, 2021)
Пунктирная красная линия на изображении выше представляет эти приближения и средние значения.
RAD нашел и кое-что еще. Радиация, поражающая предметы или людей на поверхности Марса, исходит из космоса. И большая часть излучения, попадающего на человека или оборудование, исходит непосредственно с неба.
Но часть излучения - это альбедное излучение, то есть оно отражается от поверхности и поражает объекты снизу. Что об этом узнала компания RAD?
Оказывается, те же элементы поверхности, которые могут обеспечить защиту от прямого излучения, также могут увеличить отраженное излучение. Компания RAD показала, что заслонки могут увеличивать вторичное отраженное излучение. Это одна из сложностей в понимании радиации на Марсе.
Доза радиации на поверхности Марса непостоянна, но колеблется. На него могут повлиять гелиосферные изменения, а также угол обзора неба, которому могут подвергнуться исследователи. Более крутой угол означает, что излучение должно проходить через большее количество атмосферы, что меняет воздействие на поверхность.
Орбита Марса меняет расстояние до Солнца, что также влияет на поверхностное излучение. На более низких высотах будет меньше радиации, чем на больших высотах. И излучение не является однородным явлением: существуют протоны, альфа-частицы, ионы различных элементов, нейтроны и гамма-лучи.
В целом исследование помогает составить более полную картину марсианской радиационной среды. Было много размышлений об использовании ресурсов на Марсе на месте. Укрытие - основная потребность исследователей на Марсе, и если можно получить преимущество, используя существующие особенности ландшафта для защиты, то эти особенности будут где-нибудь вписываться в профиль миссии.
Уже много говорят о размещении баз в лавовых трубах, где люди будут защищены метрами марсианского реголита. Но космонавты не могут проводить там все время. Им придется выйти на радиацию.
Любая миссия на Марс с участием людей потребует нескольких слоев непредвиденных обстоятельств. В случае какой-либо чрезвычайной ситуации жизненно важно сохранить дозы облучения астронавтов на как можно более низком уровне.
Фактически, вся миссия будет спланирована таким образом, чтобы годовая экспозиция оставалась в установленных пределах. Нетрудно представить исследователей планет, использующих любое радиационное убежище, которое они могут, когда они пытаются бороться с поломкой оборудования или другим несчастным случаем.
Подробные радиационные карты, учитывающие воздействие неба, рельеф местности и все остальное, могут спасти жизни.
#наука #космос #звезды #астрология для всех #физика
