Марс е бомбардиран с радиация. Без защитен магнитен щит и гъста атмосфера като земната, радиацията от космоса има почти безпрепятствен път към марсианската повърхност. Нашите машини могат да се движат по повърхността и да се сблъскват с цялата тази радиация безнаказано. Но не и хората. За хората цялата тази радиация е смъртоносна опасност.
Как могат потенциални изследователи да се справят с това?
Е, те ще имат нужда от подслон. И те или ще трябва да го донесат със себе си, или да го изградят там по някакъв начин.
Или може би не. Може би биха могли да използват природни дадености като част от тяхната защита.
Ново проучване, използващо данни от MSL Curiosity, разкри как характеристиките на естествения ландшафт на Марс могат да осигурят някакъв подслон от радиация. По-конкретно, той показва как марсианските дупки осигуряват защита от високоенергийни частици от космоса. Изследването е озаглавено „ Насоченост на марсианската повърхностна радиация и извличане на възходящото албедо излъчване ” и е публикуван в Geophysical Research Letters. Водещият автор е Гуо Джиннан от Китайския университет за наука и технологии.
Когато MSL Curiosity кацна на повърхността на Марс през 2012 г., той носеше в своя полезен товар инструмент, наречен Детектор за оценка на радиация (RAD.) RAD е за подготовка за бъдещи човешки посещения на Марс. Той открива и измерва вредното лъчение на Марс, което идва от Слънцето и други източници. Той също така може да оцени опасността, която радиацията представлява за всеки микробен живот, който може да съществува на Марс. RAD е с размерите на тостер и седи ненатрапчиво върху горната повърхност на Curiosity.
MSL Curiosity и детекторът за оценка на радиацията. Работата на RAD е да измерва както вида, така и количеството вредна радиация, която достига повърхността на Марс. Кредит на изображението: НАСА
Една от областите, изследвани от MSL с RAD, е районът на Мъри Бътс. Регионът Мъри Бътс е на долния връх Шарп в кратера Гейл. Любопитството беше основно за изучаване на геологията, особено характеристиките на пясъчника и вид наслояване, наречено „напречно наслояване“. Но докато беше там, RAD продължаваше да събира данни. И тези данни показват спад в повърхностната радиация.
Този изглед от камерата на мачтата (Mastcam) в марсохода Curiosity на НАСА показва разкритие с фино наслоени скали в района на „Murray Buttes“ на по-ниския връх Шарп. RAD инструментът на MSL Curiosity засече по-ниски нива на космическа радиация до дупките. Кредит на изображението:НАСА/JPL-Caltech/MSSS
MSL Curiosity прекара 13 сола, паркирани близо до бут в района на Мъри Бътс. Основно провеждаше повърхностни изследвания и сондажни операции, докато беше там. Но RAD също беше активен, като даде на учените 13-дневно отчитане на радиационните данни на едно място.
Това изображение от изследването показва част от траверса на MSL, както и местоположението на неговата стационарна фаза от 13 сол. Инструментът RAD успя да събере данни на едно място за 13 сол. Кредит на изображението: Jinggnan et al, 2021 г.
Данните на RAD показват, че докато е близо до бута, дозата на радиация е намалена с около 5%. Изследователският екип също така изгради карта за видимост на небето, показваща, че 19% от небето е било затъмнено, когато роувърът е бил до бута. Това не е научен удар, когато става въпрос за защита на бъдещите изследователи от радиация, но са важни данни.
Изследователският екип създаде карта на небето, за да илюстрира ефекта на бута върху излагането на радиация. Той показва панорамната видимост на небето за RAD като функция от 360° на азимуталния ъгъл (0° за север). Оранжевата засенчена зона показва зенитния ъгъл на препятствията по време на паркинг на роувъра с 13 сол. Незасенчените зони показват как повърхностните частици могат да достигнат директно до RAD. Кредит на изображението: Jinggnan et al, 2021 г.
Има повече нюанси в данните. Докато шофираше през района на Мъри Бътс, Curiosity нямаше безпрепятствен изглед към небето поради характеристиките на терена. Така екипът изгради панорамната гледка на небето от средните стойности, взети за няколко предишни месеца, за да ги сравни с данните, събрани по време на паркирането с 13 сол. Има някои приблизителни стойности в тези средни стойности, но те ще трябва да направят. Пунктираната червена линия на изображението по-горе представлява тези приближения и средни стойности.
RAD също намери нещо друго. Радиацията, която удря неща или хора, на повърхността на Марс, произхожда от космоса. И по-голямата част от радиацията, поразяваща човек или част от оборудване, идва директно от небето. Но част от радиацията е албедо, което означава, че се отразява от повърхността, удряйки обекти отдолу. Какво откри RAD за това?
Тази графика от изследването показва каква част от небето е блокирана от бута спрямо колко, докато роувърът е бил в по-открит терен, като функция на зенитния ъгъл. Кредит на изображението: Jinggnan et al, 2021 г.
Оказва се, че същите характеристики на повърхността, които могат да предложат защита от директна радиация, също могат да увеличат отразената радиация. RAD показа, че дупките могат да създадат увеличение на това вторично, отразено лъчение. Това е една от сложността в разбирането на радиацията на Марс.
Дозата на радиация на повърхността на Марс не е постоянна, но се колебае. Хелиосферните промени могат да го повлияят, както и ъгълът на небето, на който всеки изследовател може да бъде изложен. По-стръмният ъгъл означава, че радиацията трябва да преминава през повече атмосфера, което променя експозицията на повърхността. Орбитата на Марс променя разстоянието си до Слънцето, което също влияе на повърхностната радиация. По-ниските височини ще бъдат изложени на по-малко радиация от по-високите. А радиацията не е хомогенно явление: има протони, алфа частици, йони на различни елементи, неутрони и гама лъчи.
Като цяло изследването помага да се създаде по-пълна картина на радиационната среда на Марс. Имаше много мисли за използването на ресурси на място на Марс. Убежището е основна нужда за изследователите на Марс и ако може да се получи предимство чрез използване на съществуващи характеристики на терена за защита, тогава тези функции ще се поберат в профила на мисията някъде. Вече се говори много за поставяне на бази в тръби от лава, където хората ще бъдат защитени от метри марсиански реголит. Но астронавтите не могат да прекарват цялото си време там. Те ще трябва да се впуснат в радиацията.
Всяка мисия до Марс, включваща хора, ще се нуждае от слоеве и слоеве от непредвидени ситуации. В случай на някаква спешна ситуация ще бъде жизненоважно да се поддържат дози радиация на астронавтите възможно най-ниски. Всъщност цялата мисия ще бъде планирана така, че да поддържа годишната експозиция в рамките на границите. Не е твърде трудно да си представим, че планетарните изследователи използват каквото могат да имат радиационно убежище, докато се опитват да се борят с повреда на оборудването или друга злополука. Подробни радиационни карти, които отчитат експозицията на небето и терена и всичко друго може да спаси животи.
Повече ▼:
- проучване: Насоченост на марсианската повърхностна радиация и извличане на възходящото албедо излъчване
- Вселената днес: Защо тръбите от лава трябва да бъдат нашият основен приоритет за изследване на други светове
- Вселената днес: Лавовите тръби на Луната и Марс са наистина, наистина големи. Достатъчно голям, за да побере цяла планетарна база
