Марсоходы готовят почву для прибытия астронавтов

Прибор для измерения уровня радиации на борту марсохода предоставляет новые данные о рисках для здоровья, с которыми могут столкнутся люди на поверхности Красной планеты.

Могут ли лавовые трубки, пещеры или подземные среды обитания стать безопасным убежищем на Марсе для будущих астронавтов?
Учёные из команды управления марсоходом Кьюриосити помогают изучить подобные вопросы с помощью детектора радиации (RAD).

В отличие от Земли, Марс не имеет магнитного поля, которое защищало бы его от высокоэнергетических частиц, несущихся в космосе.
Это излучение может нанести серьёзный ущерб здоровью людей и повредить системы жизнеобеспечения, от которых будут зависеть астронавты на Марсе.

Основываясь на данных прибора RAD, установленного на борту Кьюриосити, исследователи обнаружили, что природные материалы, такие как камни и осадочные породы на Марсе, могут обеспечить некоторую защиту от этого вездесущего космического излучения.
В статье, опубликованной летом 2021 года в "Журнале геофизических исследований. Планеты" (JGR Planets), подробно описаны измерения, которые производил марсоход Кьюриосити с 9 по 21 сентября 2016 года, находясь возле скалы в месте под названием Мюррей-Баттс.

RAD зафиксировал в данной местности снижение общей радиации на 4%. Что ещё более важно, прибор обнаружил уменьшение излучения нейтральных частиц на 7,5%, в том числе нейтронов, которые могут проникать сквозь породу и особенно вредны для здоровья человека.
Статистически эти цифры достаточно высокие и позволяют сделать вывод, что это было связано с пребыванием марсохода у подножия скалы, а не с обычными изменениями радиационного фона.

"Мы долго ждали подходящих условий для получения подобных результатов, которые очень важны для повышения точности наших компьютерных моделей, - говорит Бент Эресманн из Юго-Западного исследовательского института, ведущий автор статьи. - Мюррей-Баттс наконец-то предоставил нам необходимые условия, и мы получили данные для анализа. Сейчас мы ищем другие места, где RAD смог бы повторить подобные измерения".


Форпост космической погоды на Марсе


Значительная часть излучения, измеряемого с помощью RAD, исходит от галактических космических лучей - частиц, выбрасываемых взрывающимися звёздами и разлетающихся по всей Вселенной.
Так образуется "фоновое излучение", которое может представлять опасность для здоровья людей.

Но более интенсивная радиация спорадически поступает от Солнца во время солнечных бурь, когда в межпланетное пространство выбрасываются массивные дуги ионизированного газа.

"Эти структуры изгибаются в космосе и иногда образуют сложные потоковые трубки в форме круассанов, размером превышающие Землю, вызывая ударные волны, которые могут эффективно возбуждать элементарные частицы", - объясняет Цзиньнань Го, руководившая исследованием, опубликованным в сентябре 2021 года в "Астрономическом и астрофизическом обзоре" (The Astronomy and Astrophysics Review) и включающем анализ данных, полученных от прибора RAD за последние девять лет.

По словам Дона Хасслера из Юго-Западного исследовательского института, главного исследователя, работающего с данными от прибора RAD: космические лучи, солнечная радиация, солнечные бури - всё это компоненты космической погоды, и RAD фактически является форпостом её исследований на поверхности Марса.

На протяжении 11-летних циклов солнечные бури происходят с разной частотой, причём в некоторых циклах наблюдаются более частые и мощные бури, чем в других.
Как ни странно, при максимальной солнечной активности могут быть наиболее безопасные периоды времени для будущих астронавтов на Марсе: повышенная солнечная активность защищает Красную Планету от космических лучей на 30-50% по сравнению с периодами, когда солнечная активность ниже.

Как говорит Цзиньнань Го, это своего рода компромисс, поскольку периоды высокой активности Солнца уменьшают другой источник излучения - вездесущее высокоэнергетическое фоновое излучение космических лучей вокруг Марса.
Но в то же время астронавтам придется иметь дело с периодической и более интенсивной радиацией во время солнечных бурь.

По мнению руководителя отдела космической погоды в гелиофизическом подразделении НАСА Джима Спанна, наблюдения прибора RAD являются ключом к возможностям предсказывать и измерять параметры космической погоды, изучать влияние Солнца на Землю и другие тела Солнечной системы.
Поскольку НАСА планирует возможные полёты человеческих экипажей на Марс, RAD служит форпостом и частью Гелиофизической Системы наблюдения - флотилии из 27 миссий, исследующих Солнце и его влияние на окружающий космос.

На сегодняшний день RAD собрал данные о воздействии свыше двенадцати солнечных бурь (пять из них произошли во время его пути к Марсу в 2012 году), хотя последние девять лет характеризовались периодом особенно слабой солнечной активности.

Только сейчас учёные начинают наблюдать её рост, по мере того, как Солнце выходит из спячки и вновь пробуждается.
28 октября 2021 года RAD зафиксировал признаки первой вспышки X-класса нового солнечного цикла.
Вспышки X-класса являются категорией наиболее интенсивных солнечных вспышек, самая крупная из которых может привести к перебоям в подаче электроэнергии и отключению связи на Земле.

"Это захватывающее время для нас, поскольку одной из важных задач RAD является характеристика экстремальных явлений космической погоды. Такие события, как солнечные вспышки и бури - одни из её явлений, которые чаще всего происходят во время повышенной солнечной активности, это то время, к которому мы сейчас приближаемся, - сообщает Эресманн. - Необходимы дополнительные наблюдения, чтобы оценить, насколько опасна по-настоящему сильная солнечная буря для людей на поверхности Марса".

Выводы, полученные благодаря прибору RAD, войдут в более обширный объём данных, собираемых для будущих пилотируемых миссий на Марс.
Ради этого НАСА отправило вместе с ровером Персеверанс (более совершенным аналогом Кьюриосити) образцы материалов для скафандров, чтобы оценить, насколько они устойчивы к воздействию радиации на Красной планете с течением времени.





Источник: https:// www.nasa.gov/ feature/ jpl/ how-nasa-s- curiosity-rover-is- making-mars-safer- for-astronauts/