Луна безопасна для долгосрочных исследований человеком, показали первые измерения радиации на поверхности

Будущие лунные базы могут быть покрыты слоем лунного реголита для защиты от радиации из космоса.

Будущие лунные базы могут быть покрыты слоем лунного реголита для защиты от радиации из космоса.

Лунные исследователи воодушевляются – китайский спускаемый аппарат Chang’e 4 сделал первые детальные измерения интенсивного излучения, которое попадает на поверхность Луны, и нашел ее безопасной для исследования человеком. Полученные результаты дают исследователям лучшее представление о том, какая защита потребуется будущим экипажам.

Астронавты, участвовавшие в миссиях “Аполлон” в 1960-х и 1970-х годах, носили дозиметры для измерения радиационного облучения, но эти приборы регистрировали общее облучение на протяжении всего путешествия, а не только время пребывания на поверхности Луны. С тех пор ученым приходилось оценивать дозы облучения экипажей, путешествующих по лунной поверхности, основываясь на экстраполяции и моделировании, говорит физик Роберт Виммер-Швайнгрубер из Университета Киля, соавтор исследования. – Мы никогда не измеряли их исключительно на Луне.”

Но интерес к таким измерениям снова актуален: программа НАСА “Артемида” подразумевает высадку экипажи для длительного пребывания к 2024 году, а Национальное космическое управление Китая рассматривает возможность полетов человека где-то в 2030-х гг. Робот “Чанъэ-4” вошел в историю в прошлом году, когда он приземлился в кратере Фон Кармана на темной стороне Луны. На борту станции находится необходимое для исследований оборудование.

Одним из таких приборов был новый дозиметр, которым пользовались Виммер-Швайнгрубер и его коллеги из Германии и Китая. Прибор измерил ежечасную интенсивность излучения и обнаружил, что астронавты будут подвергаться примерно в 200 раз более высокому уровню радиации, чем люди на Земле, сообщили они в журнале Science Advances today. Размещение дозиметра внутри зонда Chang’e 4 обеспечивает частичное экранирование, как скафандр астронавта, поэтому результаты вполне применимы к исследователям, сказал Виммер-Швайнгрубер.

По словам Виммера-Швайнгрубера, измеренная доза примерно в 5-10 раз превышает дозу, которую получают пассажиры межконтинентального рейса из Нью-Йорка во Франкфурт, Германия, когда самолет находится над защитным слоем атмосферы. Несмотря на высокие для Земли стандарты, радиация является одной из известных опасностей космических путешествий. НАСА законодательно запрещено увеличивать риск смерти астронавтов от рака более чем на 3%, и эти уровни остаются ниже этого показателя.

Более того, исследователи подсчитали, что лунных баз, покрытых по меньшей мере 50 сантиметрами лунного грунта, будет достаточно для их защиты. Более глубокой камеры, защищенной примерно 10 метрами воды, было бы достаточно для защиты от случайных солнечных бурь, которые могли бы вызвать резкий скачок уровня радиации. (Между полетами “Аполлона-16” и “Аполлона-17” солнце вспыхивало таким образом, что могло вызвать лучевую болезнь, рвоту и, возможно, смерть, если астронавты не были защищены в космосе в то время.) Такая камера должна быть доступна в течение 30 минут, количество времени предварительного предупреждения, которое теперь возможно при мониторинге спутников.

Специализированный дозиметр измерял как заряженные, так и нейтральные частицы. Заряженные частицы, такие как протоны и тяжелые ядра, лишенные своих электронов, опасны, потому что они могут проникать в кожу человека и повреждать ДНК, что приводит к раку и другим неблагоприятным последствиям для здоровья. Они происходят из двух основных источников: мощных солнечных вспышек, которые периодически достигают поверхности Луны, и постоянного “дождя” космических лучей из глубокого космоса.

В отличие от Земли, у Луны нет магнитного поля, чтобы отклонять это излучение. Когда оно попадает на поверхность, то производит вторичное распыление нейтральных частиц, включая нейтроны, которые могут проникать глубже, чем заряженные частицы. Нейтроны могут разбивать и выбивать свободные протоны в тканях человека, передавая импульс, как бильярдные шары, говорит Виммер-Швайнгрубер. Эти энергичные, заряженные протоны могут затем сеять хаос в других клетках. Измерения этого нейтрального компонента ранее не существовало, и их было трудно оценить даже с помощью сложного моделирования, говорит Виммер-Швайнгрубер.

По словам Фрэнсиса Кузинотты, который изучает влияние космической радиации на здоровье в Университете Невады в Лас-Вегасе, ученые понятия не имели, что это так. Но хорошо иметь конкретные измерения, которые подтверждают, что если астронавты живут на экранированных базах, они могут провести на Луне до 6 месяцев, не выходя за пределы установленные НАСА, добавляет он.

Читайте также: