NASA официально объявило о подготовке космической миссии, направленной на детальное изучение космической радиации на поверхности Луны — один из самых серьёзных факторов, влияющих на здоровье будущих астронавтов и устойчивое присутствие человека на Красном спутнике Земли. Эта задача становится важной частью подготовки к программе Artemis и будущим длительным миссиям в глубокий космос, включая полёты на Марс.
Что именно будет изучено
Исследование фокусируется на измерении космической радиации непосредственно на поверхности Луны, а не лишь в его окрестностях. Главная цель — понять, как высокоэнергетические частицы, приходящие из глубин космоса и от Солнца, взаимодействуют с лунным грунтом (реголитом) и как это отражается на уровне радиации на месте, где будут работать люди и роботы.
Космическая радиация включает в себя:
- галактические космические лучи (GCR) — высокоэнергетические частицы, приходящие из других областей Млечного Пути;
- солнечные частицы, связанные с солнечными вспышками и корональными выбросами;
- вторичные частицы, образующиеся при взаимодействии первичных лучей с грунтом Луны.
При столкновении таких высокоэнергетических частиц с поверхностью вещества возникают цепочки вторичных излучений, включая нейтроны и гамма-лучи, которые могут усиливать общее воздействие радиации на людей и технику.
Оборудование миссии
Основной инструмент — SELINE (Surface Level Instrument for the Environment), сенсор, который размещается прямо на лунной поверхности для детального измерения потока радиационных частиц и вторичных нейтронов, возникающих после взаимодействия космических лучей с реголитом.
SELINE фиксирует:
- первичные частицы, приходящие из космоса;
- вторичное излучение, возникающее при ударе этих частиц о почву;
- нейтроны, связанные с реакциями в грунте.
Такие данные позволят уточнить прогнозы уровня радиационного излучения на трассах движения и в потенциальных местах обитания астронавтов. Это имеет важное значение для выбора безопасных территорий и маршрутов движения на поверхности Луны.
Почему данные SELINE важны
На Земле жители защищены магнитным полем и плотной атмосферой, которые экранируют большую часть высокоэнергетической радиации. На Луне таких естественных защит нет.
Следовательно:
- астронавты непосредственно подвергаются воздействию первичной и вторичной радиации;
- аппаратура и электроника подвержены сбоям и деградации под действием ионизирующего излучения;
- здоровье людей может подвергаться высокому риску мутаций клеток, что связано с повышенным риском развития рака, нарушения функций органов и другими долгосрочными последствиями.
Именно эти параметры будут уточнены и количественно измерены на поверхности Луны, а не только рассчитаны на основе теоретических моделей.
Дополнительные исследования и биологические инструменты
NASA также развивает другие инициативы, направленные на понимание влияния глубинной космической радиации:
- Миссия BioSentinel, CubeSat-аппарат, запущенный в рамках Artemis I, уже изучает биологические эффекты радиации в межпланетном пространстве, фиксируя, как радиация влияет на модели живых организмов (дрожжи) в глубоких условиях за пределами околоземной орбиты.
- Следующим шагом станет проект LEIA (Lunar Explorer Instrument for space biology Applications) — научный набор инструментов, который будет доставлен на поверхность Луны и измерит воздействие радиации и низкой гравитации на те же биологические системы прямо на месте.
Такие биологические эксперименты помогут дополнить физические измерения, давая информацию о том, как статическое и динамическое излучение влияет на клеточные процессы, включая реакцию на повреждение ДНК и работу механизмов восстановления.
Что происходит с радиацией на Луне
Лунная поверхность представляет собой уникальную среду:
- Реголит — рыхлая смесь пыли и мелких камней, покрывающая поверхность, не имеет атмосферы, поэтому частицы не замедляются, а проникают глубоко в грунт и отражаются обратно в виде вторичных частиц.
- Эти вторичные частицы создают дополнительное излучение, которое может быть опасным для здоровья и техники.
Измерения, которые сделает SELINE, помогут рассчитать так называемую альбедную радиацию — вторичное излучение, возникающее в результате взаимодействия с грунтом.
Почему это важно для Artemis и пилотируемых миссий
Программа Artemis возвращает людей на Луну впервые более чем за полвека с целью продолжительного присутствия на поверхности, включая строительство баз и научных станций у южного полюса.
В таких условиях защита от космической радиации становится одним из критических факторов безопасности:
- выбор районов для постоянных баз и временных лагерей;
- расчёт оптимального графика работы с учётом пиков солнечной активности;
- организация жилых модулей с учётом экранных материалов и укрытий.
Данные SELINE станут частью основы для разработки стандартов безопасного пребывания человека на Луне. Они будут использоваться для инженерных решений, планирования миссий и создания систем защиты экипажа и техники от радиации.
Основные факты
- Миссия NASA будет изучать поведение космической радиации на поверхности Луны, фиксируя как первичные, так и вторичные частицы.
- Инструмент SELINE станет ключевым датчиком радиационного потока на поверхности.
- Отсутствие магнитного поля и атмосферы делает Луну особенно уязвимой для космической радиации.
- Исследования дополняются другими проектами NASA, такими как BioSentinel и LEIA, которые изучают влияние глубокого космос на живые организмы.
- Результаты помогут уточнить правила безопасности для будущих астронавтов и выбор материалов и инфраструктуры лунных миссий.
Источники:
Статья создана по материалам earth.com
