Ученые выяснили, когда лучше планировать пилотируемые полеты на Марс

Результаты исследования опубликованы в журнале Space Weather. В последние годы в мире наблюдается оживление интереса к пилотируемым полетам со стороны как национальных космических агентств, так и частных компаний, которые рассматривают Луну и Марс в качестве наиболее привлекательных направлений на ближайшие десятилетия.

И, хотя поток новостей о соперничестве между Virgin Galactic, Blue Origin и SpaceX может натолкнуть на мысль, что оптимальная дата пуска — ранняя, в действительности на целесообразность того или иного космического полета может сильно влиять космическая погода. Серьезную угрозу в любом длительном космическом полете представляет вредная для здоровья космонавтов космическая радиация.

При этом экранировать корабль от внешних воздействий можно лишь в разумных пределах, иначе масса звездолета увеличится настолько, что его запуск станет экономически невозможным. Чтобы решить эту проблему, Михаил Добындэ и его коллеги предложили не бороться с космической погодой, а, наоборот, попытаться подстроиться под нее.

В течение всего полета к Марсу и обратно на Землю космический корабль подвергается воздействию космической радиации, не только проникающей из межзвездного пространства, но и выбрасываемой из солнечной короны. Известно, что солнечная активность меняется в соответствии с одиннадцатилетним циклом, в течение которого наступает пик, когда солнечная радиация достигает своего максимума.

Как это ни парадоксально звучит, но лететь на Марс во время пика солнечной активности — не такая уж и плохая идея. Все дело в том, что заряженные солнечные частицы, от которых достаточно просто экранировать корабль, дают полезный эффект: они способны ослаблять куда более опасное галактическое излучение. Ученые смоделировали уровень радиации внутри космического корабля, используя в расчетах 28 типов опасных частиц межзвездного происхождения и 10 типов частиц, выбрасываемых Солнцем во время солнечных вспышек.

Все они представляют собой ионы — положительно заряженные атомы с оторванными электронами. Разница лишь в том, что из других галактик в Солнечную систему могут проникать потенциально более тяжелые и опасные частицы. О том, насколько зловредным может быть галактическое излучение, говорит тот факт, что сам корабль может стать радиоактивным в результате ядерной реакции, вызванной мощным столкновением частиц с атомами материала обшивки. С этой точки зрения солнечное излучение — скорее друг космонавта, чем враг.

«Нам удалось найти оптимальное сочетание уровня защиты космического корабля и периода запуска, при котором будет возможен максимально длительный полет. По нашим расчетам, лучшее время старта для пилотируемых экспедиций на Марс — период спада солнечной активности. При оптимальном уровне защиты с использованием алюминиевых экранов толщиной 10 сантиметров продолжительность полета может достигать четырех лет без превышения нормативов по радиационной безопасности. Следующий пик солнечной активности ожидается достаточно скоро, в 2025 году, так что покорителям Марса, по-видимому, придется дождаться середины 2030-х годов», — рассказывает первый автор исследования Михаил Добындэ.

В настоящее время авторы продолжают исследования, уделяя основное внимание изучению эффективности различных экранирующих материалов и радиационной обстановки на Марсе и Луне. В работе принимали участие специалисты Немецкого научного центра геофизических исследований GFZ, Потсдамского университета, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Массачусетского технологического института.

Сколтех

260 статей

Сколковский институт науки и технологий — негосударственный технологический университет, расположенный в инновационном центре Сколково. Институт был создан в 2011 году при поддержке Массачусетского технологического института. Модель института предусматривает тесную интеграцию технологического образования, исследовательской работы и предпринимательских навыков. Институт ведёт обучение по программам магистратуры и PhD, рабочий язык — английский.

Показать больше