Если человечество собирается колонизировать некоторые планеты Солнечной системы, ему предстоит решить ряд сложных задач. Среди них — радиация. Группа астрономов с Украины нашла решение этой проблемы. Ученые описали способ, который, по их мнению, позволит людям быстро и, главное, безопасно добраться до соседей Земли — Марса и Венеры. Речь об астероидах, регулярно пролетающих между Землей и двумя этими планетами.
Околоземный астероид Диморфос, который был мишенью аппарата DART в 2022 году. Этот астероид вращается вокруг более крупного астероида Дидим диаметром 780 метров / © NASA, Johns Hopkins APL
Защита членов экипажа от космического излучения — одна из самых сложных задач, которую необходимо решить, прежде чем ученые отправят людей в длительный пилотируемый космический полет. Угрозу для здоровья человека в космосе представляют так называемый космический радиационный шторм (солнечное протонное событие, solar particle events), который вызывается мощной вспышкой и выбросом плазмы на Солнце, а также галактические космические лучи (galactic cosmic rays) — частицы высоких энергий, приходящие на Землю из Галактики.
Специалисты давно изучают влияние радиации на наш организм и отмечают ее пагубное влияние на центральную нервную систему. Так, Фрэнсис Кучинотта (Francis Cucinotta), научный руководитель программы NASA по исследованию воздействия радиации на человека, в одном из своих исследований писал, что во время космического полета удваиваются и даже утраиваются риски причинения ущерба здоровью. Например, происходят изменения когнитивных функций, включая ухудшение кратковременной памяти, снижение двигательных функций и поведенческие изменения, которые могут повлиять на работоспособность человека.
Впрочем, отметим, что целый ряд ученых придерживается иной точки зрения, а российские исследователи в одной из работ рассказали даже об улучшении когнитивных возможностей животных после облучения, эквивалентного космической радиации.
На сегодня единственный способ защиты от радиации в космосе — экранирование. Специальные экраны позволяют снизить потенциально опасные для здоровья уровни излучения до безопасных.
В 2011 году такую шторку-экран толщиной до 10 сантиметров установили вдоль наружной стенки одной из кают российского сегмента МКС. По заверениям отечественных экспертов, технология может снизить воздействие радиации на организм на 20-60 процентов.
Однако в случае установки экранов на космические корабли, предназначенные для дальних полетов, бюджет миссии сильно возрастет, что может отпугнуть потенциальных инвесторов и спонсоров. Поэтому некоторые исследователи ищут альтернативные варианты решения проблемы радиации.
Одну из таких идей предложили два украинских астронома Арсений Касянчук и Владимир Решетник из КНУ имени Тараса Шевченко. Их альтернатива — путешествие внутри астероида, о чем исследователи рассказали в статье, опубликованной на сайте электронного архива препринтов arXiv.org. Некоторые астероиды достаточно богаты силикатами, которые довольно эффективно поглощают частицы космических лучей и солнечного ветра.
Авторы работы изучили орбиты 35 тысяч околоземных астероидов, чтобы выяснить, можно ли использовать какой-либо из них для межпланетных полетов в период до 2120 года. В частности, искали астероиды, которые могут последовательно сближаться с Землей, Марсом и Венерой. Причем объекты должны были быть достаточно крупными, чтобы космический аппарат с людьми на борту мог легко сесть на него, а затем улететь.
В результате астрономы составили список из 120 астероидов, некоторые из них пролетают мимо планет (Земля — Марс, Марс — Земля, Земля — Венера, Венера — Земля, Марс — Венера, Венера — Марс) регулярно, раз в два-три года, а другие — всего раз в столетие. В этом списке есть два объекта, которые последовательно сближаются с тремя планетами, и 10 с несколькими последовательными парными сближениями с планетами в течение 100 лет.
По замыслу Касянчука и Решетника, астронавты должны отправляться в путешествие на одном астероиде, а возвращаться на втором, пролетающем в другом направлении. По расчетам, время полета к Марсу или Венере в среднем составит до 180 дней.
«В чем плюс такого решения — оно даст возможность посетить обе планеты за одну миссию. Мы рассчитали, что в 2079 году один астероид приблизится сперва к Земле, затем к Венере, а после — к Марсу. Такой путь займет 230 дней. В 2080 году уже другой астероид пролетит в обратном направлении, астронавты смогут благополучно вернуться домой», — пояснил Решетник.
С проектом украинских астрономов не все так гладко. Есть множество минусов, да и не все астероиды, выбранные учеными, подойдут для такого рода миссии. Например, чтобы сесть на поверхность объекта, пилотам корабля нужно будет выбрать астероид, пролетающий на подходящей скорости, что само по себе достаточно сложная задача.
Есть астероиды, которые летят на скоростях до 30 километров в секунду, а есть пролетающие на скорости два километра в секунду. Если выбирать первый вариант, потребуется «безумное количество топлива», что делает саму миссию нецелесообразной.
Украинские специалисты предложили путешествовать внутри астероида. Еще одна проблема: как пробурить в нем тоннель? Ничего подобного люди не делали. С технической точки зрения воплотить подобную затею в жизнь крайне сложно.
В любом случае проект, предложенный астрономами с Украины, вряд ли осуществим. По крайней мере, в нынешнем столетии.
