Лететь в максимум солнечной активности и не дольше четырех лет: определены безопасные время и длительность экспедиции к Марсу
Лучшим способом защититься от ионизирующего излучения при полете на Марс оказался далеко не самый очевидный: делать это в пик солнечной активности. К таким выводам пришла международная команда физиков, проанализировавшая различные варианты экранирования космического корабля и возможную радиационную обстановку на пути к Красной планете. Кроме того, удалось определить максимальную безопасную длительность экспедиции.
Научную работу со столь контринтуитивными результатами подготовили специалисты Сколковского института науки и технологий (Россия), Потсдамского центра имени Гельмгольца (Германия), Калифорнийского университета и Массачусетского технологического института (США). Статья опубликована в журнале Space Weather, текст находится в открытом доступе.
Два наиболее опасных потока ионизирующего излучения в межпланетном пространстве — высокоэнергетические частицы, выбрасываемые Солнцем (SEP), и галактические космические лучи (GCR). Причем интенсивность каждого тесно связана с активностью нашей звезды. Чем последняя выше, тем меньше опасного излучения попадает в солнечную систему извне. Это обусловлено давлением выбрасываемого звездой вещества на окружающее пространство, из-за чего вокруг нее формируется своеобразный кокон (гелиосфера).
Эта оболочка эффективно отклоняет или ослабляет высокоэнергетические частицы, источники которых находятся в глубоком космосе — в нашей или других галактиках. Тем не менее во время максимума своей активности Солнце интенсивнее облучает любой объект внутри гелиосферы. Особенно такой близкий, как незащищенный магнитным полем и атмосферой Земли космический корабль на пути к Марсу. И речь, конечно, не только о фотонах видимого или инфракрасного излучения, которые хорошо согревают и вообще можно использовать для генерации электричества. Солнце испускает альфа-частицы, протоны, электроны и даже ионы некоторых химических элементов.
Но, даже несмотря на сравнительно высокую энергию всего этого коктейля из различных частиц, их опасность все равно ниже, чем у галактических космических лучей. GCR обладают гораздо большей энергией и могут навредить сильнее. Так что лететь в межпланетном пространстве во время минимума солнечной активности, когда внешние границы гелиосферы задерживают меньше внешнего излучения, — плохая идея. Следовательно, необходимо установить, какова максимальная безопасная длительность экспедиции к Марсу именно в те периоды, когда Солнце активнее всего.
Чтобы ответить на этот вопрос, авторы новой научной работы использовали компьютерное моделирование «человекозаменителя» — сферы диаметром 25 сантиметров с алюминиевой оболочкой и водой внутри. Такая простецкая модель давно используется в аналогичных исследованиях и прошла проверку практикой. Что самое главное, она одновременно позволяет оценить сразу несколько параметров радиационной защиты: эффективность экранирования оболочкой аппарата, эффективность «самоэкранирования» человека (насколько хорошо частицы разных энергий замедляются внешними тканями человеческого тела), а также энергетику и глубину проникновения оставшихся незадержанными частиц.
Такой виртуальный «фантом человека» помещали в симуляцию радиационной обстановки в межпланетном пространстве. Для ее формирования применяли данные реальных наблюдений солнечной активности за период с 1997 по 2014 год. В результате оказалось, что минимум ионизирующего излучения проникает на опасную глубину в человеческое тело при поверхностной плотности обшивки корабля около 30 граммов на сантиметр квадратный. Если экранирование наращивать дальше, возникает больше вторичной радиации (в основном нейтронный поток), что в итоге только повышает получаемую космонавтами или астронавтами дозу.
Причем львиная доля проникающего через экранирование излучения даже в период высокой солнечной активности — галактические космические лучи. То есть сравнительно легкая обшивка корабля для путешествия на Марс гарантированно защитит экипаж от опасного облучения. Какие-либо дополнительные меры могут потребоваться только в случае особо сильных солнечных вспышек. Но благодаря сразу нескольким космическим аппаратам, следящим за нашим светилом, такие события можно оперативно отслеживать и предупреждать экспедицию загодя.
Кроме того, симуляция в различных моделях показала, что безопасная продолжительность экспедиции на Марс может достигать 3,8 года. Если учесть, что даже тоненькая атмосфера Красной планеты неплохо защищает от космической радиации, то с высадкой доступны и четырехлетние полеты. Такой вывод учитывает максимальную дозу облучения астронавта за всю карьеру в один зиверт — лимит, установленный космическими агентствами Европы, Канады и России. Американское NASA пока занимается пересмотром аналогичных нормативов в большую сторону, поскольку нынешние (разнятся в зависимости от возраста и пола, но не превышают 0,4 зиверта) не позволяют проводить длительные миссии к другим планетам.
Telegram 
Дзен 
VK В молекулярном облаке у самого центра нашей Галактики выявили эритрулозу — одну из тех довольно сложных молекул, которые называют «кирпичиками» жизни. Это открытие — важный аргумент в пользу предположения, которое за последние годы перешло в уверенность: эти соединения имеют именно космическое происхождение. Иными словами, во Вселенной повсюду возникают химические условия для зарождения жизни.
Специалисты по общественному здравоохранению выяснили, что факторы риска развития деменции, такие как низкий уровень образования, высокое кровяное давление и курение, радикально различаются по странам. Значит, универсальный для всего мира подход к профилактике этого тяжелого нейродегенеративного заболевания попросту не сработает в глобальном масштабе.
Ученые выяснили, что охрана потомства самцами у паукообразных развивалась независимо у самых разных видов, а не возникла когда-то у одного общего предка. Это опровергает давнюю идею о том, что отцовская забота в природе — исключительно редкая аномалия.
Кит живет двести лет, умеет пробивать головой полуметровый лед и поет океанский джаз голосом несмазанной дверной петли. Охотоморские гренландские киты — это не просто многотонные ледоколы. Это древние узники, которые остались жить в Охотском море со времен последнего оледенения. Это счастливцы, которые смогли пережить гарпуны китобоев XIX-XX веков, но сегодня уязвимы не меньше. Чтобы спасти этих поразительных китов, российским ученым и команде фонда «Природа и люди» приходится: считать хвосты, читать биографии по шрамам, прятать подростков от хищников, стрелять (спутниковыми метками) с парамоторов и тяжелых дронов. Рассказываем, как устроена жизнь гренландских китов России и кто помогает им не исчезнуть навсегда с лица планеты.
Ученые выяснили, почему интервальное голодание для многих оказывается эффективнее обычных диет. Исследование показало, что ограничение времени для приема пищи избавляет худеющего от изнуряющего ощущения жесткого контроля и при этом позволяет сбросить ровно столько же, сколько при скрупулезном подсчете калорий.
Деревья растут и люди стареют не потому, что идет время, а из-за происходящих внутри них процессов. Но можно ли сказать, что именно эти процессы порождают время? Ученый создал маленькую Вселенную, в которой дела обстоят именно так.
Вселенная может оказаться «замкнутой» глобальной структурой, где свет от далеких галактик способен возвращаться к наблюдателю с разных направлений. Именно такой сценарий не удалось исключить авторам нового масштабного обзора. Проверить его предсказания астрономы смогут уже в ближайшие годы.
Ученые впервые на молекулярном уровне доказали, что обычная вода одновременно состоит из двух разных жидких состояний — более плотного и менее плотного, которые непрерывно сменяют друг друга. Раз молекулярная «двойственность» действительно существует, это подтверждает спорную 30-летнюю гипотезу. Новое открытие поможет, наконец, объяснить десятки «странных» физических аномалий воды, включая ее расширение при замерзании и парадоксальное изменение вязкости под давлением.
Американские ветеринары установили, что длина шага передних лап у пожилых собак отражает возрастные изменения в работе мозга. Когда у собак развивается деменция, шаги их передних лап становятся короче, причем эта связь не зависит от хронической боли в суставах.
Вы попытались написать запрещенную фразу или вас забанили за частые нарушения.
Понятно
Что-то в вашем комментарии показалось подозрительным, поэтому перед публикацией он пройдет модерацию.
Понятно
Из-за нарушений правил сайта на ваш аккаунт были наложены ограничения. Если это ошибка, напишите нам.
Понятно
Наши фильтры обнаружили в ваших действиях признаки накрутки. Отдохните немного и вернитесь к нам позже.
Понятно
Мы скоро изучим заявку и свяжемся с Вами по указанной почте в случае положительного исхода. Спасибо за интерес к проекту.
Понятно
Последние комментарии