Новое исследование предполагает, что глубокое углубление поверхности Марса может обеспечить защиту от вредного излучения и потенциально предоставить строительные материалы для будущих астронавтов.
Прежде чем человечество отправится за пределы атмосферы Земли и отправится на Марс, ученые должны оценить многочисленные угрозы для жизни на поверхности Красной планеты. Это включает в себя количество космического излучения, которое падает на Марс, в частности, частиц галактических космических лучей (ГКЛ).
По данным Национального управления океанических и атмосферных исследований США, GCR представляют собой высокоэнергетические частицы, которые состоят практически из всех существующих элементов. Они возникают за пределами нашей Солнечной системы — вероятно, излучаются взрывными космическими событиями, такими как сверхновые, — и в значительной степени отражаются от магнитных полей, окружающих Землю, называемых магнитосферой.
Обширное воздействие частиц GCR может привести к возникновению у людей многих проблем со здоровьем, таких как развитие рака, катаракты и повреждения центральной нервной системы. А у Марса нет аналогичного защитного глобального магнитного поля, позволяющего частицам ГКЛ беспрепятственно проходить в его атмосферу и достигать поверхности планеты.
В отсутствие магнитосферы атмосфера Марса является единственной линией защиты от GCR. И эта защита довольно тонкая: в среднем воздух на Красной планете всего на 1% плотнее, чем на Земле на уровне моря.
Когда GCR входят в атмосферу Марса, состоящую в основном из углекислого газа и азота, они теряют много энергии из-за ионизации, что может помешать им достичь поверхности. Авторы исследования обнаружили, что это может во многом зависеть от толщины атмосферы и, следовательно, от величины атмосферного давления, приложенного к поверхности.
Как и Земля, топография Марса сильно различается. От пика горы Олимп (высотой около 26 км) до самого глубокого марсианского кратера Hellas Planitia (глубина около 7,1 км) толщина атмосферы Марса может варьироваться в разных областях, изменяясь количество излучения, которое достигает поверхности. Толщина атмосферы Марса может отличаться более чем в 10 раз от одного места к другому.
Исследователи также обнаружили, что взаимодействие между GCR и атмосферой также создает другой вредный тип излучения, называемый вторичными нейтронными частицами. Они обнаружили, что более сильное атмосферное экранирование приводит к увеличению вклада вторичных нейтронов на поверхность.
Исследователи использовали современное компьютерное моделирование под названием «Симулятор взаимодействия с атмосферным излучением» (AtRIS) и данные о радиации, собранные марсоходом НАСА «Кьюриосити », который приземлился в марсианском кратере Гейл в 2012 году, чтобы смоделировать воздействие ГКЛ на поверхность планеты и измерить, как глубоко он проникает в поверхностную грязь и скалу (известную как реголит).
Результат их анализа показал, что эффективная доза облучения достигала пика на глубине около 30 см в реголите. Кроме того, исследователи предположили, что для безопасного проживания на Марсе, определяемого как ежегодное радиационное облучение не более 100 миллизивертов, потребуется щит из реголита толщиной от 1 до 1,6 метра.
В глубоком кратере, где поверхностное давление выше, необходимая дополнительная защита от реголита немного меньше,
— пишут авторы исследования.
Понимание того, как GCR влияет на марсианский материал и роль атмосферы Марса в изменении радиационного воздействия, является шагом вперед в разработке потенциальной базы на Марсе.
Давно утверждалось, что астронавты могут использовать естественные геологические структуры, такие как световые люки пещер или лавовые трубы, в качестве убежищ от радиации на Марсе. Наше исследование может помочь снизить радиационные риски при проектировании будущих марсианских мест обитания с использованием природного материала поверхности в качестве экранирующей защиты,
— пишут авторы исследования.
#космос #космические исследования #космические полеты #космическая радиация #освоение космоса #космос исследования #космос исследование #вселенная #открытый космос #космическая программа