Mars je bombardiran zračenjem. Bez zaštitnog magnetskog štita i guste atmosfere poput Zemljine, zračenje iz svemira ima gotovo nesmetan put do površine Marsa. Naši strojevi mogu lutati po površini i nekažnjeno se suočiti sa svim tim zračenjem. Ali ne ljudi. Za ljude je svo to zračenje smrtonosna opasnost.
Kako se potencijalni ljudski istraživači mogu nositi s tim?
Pa, trebat će im sklonište. I morat će ga ili donijeti sa sobom ili ga tamo nekako izgraditi.
Ili možda ne. Možda bi mogli koristiti prirodne značajke kao dio svoje zaštite.
Nova studija koja koristi podatke MSL Curiosityja otkrila je kako Marsove prirodne značajke krajolika mogu pružiti zaklon od radijacije. Točnije, pokazuje kako Marsovci pružaju zaštitu od visokoenergetskih čestica iz svemira. Studija je naslovljena “ Usmjerenost površinskog zračenja Marsa i derivacija albedo zračenja prema gore ” i objavljeno je u Geophysical Research Letters. Glavni autor je Guo Jingnan sa Sveučilišta znanosti i tehnologije Kine.
Kada je MSL Curiosity sletio na površinu Marsa 2012., nosio je u svom teretu instrument pod nazivom Detektor za procjenu zračenja (RAD.) RAD je o pripremama za buduće ljudske posjete Marsu. Otkriva i mjeri štetno zračenje na Marsu koje dolazi od Sunca i drugih izvora. Također može procijeniti opasnost koju zračenje predstavlja za bilo koji život mikroba koji može postojati na Marsu. RAD je veličine tostera i nenametljivo se nalazi na gornjoj površini Curiosityja.
MSL Curiosity i detektor za procjenu zračenja. RAD-ov posao je mjeriti i vrstu i količinu štetnog zračenja koje dopire do površine Marsa. Zasluge za sliku: NASA
Jedno od područja koje je MSL proučavao s RADom je regija Murray Buttes. Regija Murray Buttes nalazi se na nižoj planini Sharp u krateru Gale. Znatiželja je prvenstveno bila tu za proučavanje geologije, posebno obilježja pješčenjaka i vrste slojevitosti koja se naziva 'unakrsna naslaga'. Ali dok je bio tamo, RAD je nastavio prikupljati podatke. I ti su podaci pokazali pad površinskog zračenja.
Ovaj pogled s kamere na jarbolu (Mastcam) u NASA-inom roveru Curiosity Mars prikazuje izdanak s fino slojevitim stijenama unutar regije 'Murray Buttes' na nižem Mount Sharpu. Instrument RAD tvrtke MSL Curiosity detektirao je niže razine svemirskog zračenja pored bokova. Zasluga slike:NASA/JPL-Caltech/MSSS
MSL Curiosity proveo je 13 sola parkiranih u blizini buttea u području Murray Buttes. Prije svega je provodio površinske znanosti i operacije bušenja dok je tamo. Ali RAD je također bio aktivan, dajući znanstvenicima 13-dnevno čitanje podataka o zračenju na jednom mjestu.
Ova slika iz studije prikazuje dio MSL-ovog prijelaza, kao i mjesto njegove stacionarne faze od 13 sola. Instrument RAD je mogao prikupiti podatke na jednom mjestu za 13 sola. Zasluge za sliku: Jinggnan et al, 2021.
Podaci RAD-a pokazali su da je u blizini rupe došlo do smanjenja doze zračenja za oko 5%. Istraživački tim također je konstruirao kartu vidljivosti neba, pokazujući da je 19% neba bilo zaklonjeno kada je rover bio pored rupe. Ovo nije znanstveno zakucavanje kada je u pitanju zaštita budućih ljudskih istraživača od zračenja, ali su važni podaci.
Istraživački tim izradio je kartu neba kako bi ilustrirao učinak buttea na izloženost radijaciji. Prikazuje panoramsku vidljivost neba za RAD kao funkciju azimutnog kuta od 360° (0° za sjever). Narančasto zasjenjeno područje prikazuje zenitni kut zaprečenog pogleda tijekom parkirnog mjesta rovera od 13 solova. Područja koja nisu zasjenjena pokazuju kako površinske čestice mogu izravno dosegnuti RAD. Zasluge za sliku: Jinggnan et al, 2021.
Podaci imaju više nijansi. Tijekom vožnje kroz područje Murray Buttes, Curiosity nije imao nesmetan pogled na nebo zbog karakteristika terena. Stoga je tim konstruirao panoramski pogled na nebo na temelju prosjeka uzetih tijekom nekoliko prethodnih mjeseci kako bi ih usporedio s podacima prikupljenim tijekom parkiranja od 13 solova. Postoje neke približne vrijednosti u tim prosjekima, ali morat će učiniti. Isprekidana crvena linija na gornjoj slici predstavlja te aproksimacije i prosjeke.
RAD je pronašao i nešto drugo. Radijacija koja pogađa stvari ili ljude na površini Marsa potječe iz svemira. A većina zračenja koja pogađa osobu ili dio opreme dolazi izravno s neba. Ali dio zračenja je albedo zračenje, što znači da se reflektira od površine, udarajući objekte odozdo. Što je RAD doznao o tome?
Ova grafika iz studije pokazuje koliki je dio neba bio blokiran buteom u odnosu na koliko dok je rover bio na otvorenijem terenu, u funkciji zenitnog kuta. Zasluge za sliku: Jinggnan et al, 2021.
Ispada da iste značajke površine koje mogu pružiti zaštitu od izravnog zračenja također mogu povećati reflektirano zračenje. RAD je pokazao da butovi mogu povećati ovo sekundarno, reflektirano zračenje. To je jedna od složenosti u razumijevanju radijacije na Marsu.
Doza zračenja na površini Marsa nije dosljedna, već varira. Heliosferske promjene mogu utjecati na to, kao i kut neba kojem bi svaki istraživač mogao biti izložen. Strmiji kut znači da zračenje mora putovati kroz više atmosfere, što mijenja površinsku izloženost. Marsova orbita mijenja svoju udaljenost do Sunca, što također utječe na površinsko zračenje. Niže nadmorske visine bit će izložene manjem zračenju nego veće nadmorske visine. A zračenje nije homogena pojava: postoje protoni, alfa čestice, ioni raznih elemenata, neutroni i gama-zrake.
Sveukupno gledano, studija pomaže u stvaranju potpunije slike okoline Marsovog zračenja. Mnogo se razmišljalo o in-situ korištenju resursa na Marsu. Sklonište je primarna potreba istraživača na Marsu, a ako se prednost može steći korištenjem postojećih značajki terena za zaštitu, tada će se te značajke negdje uklopiti u profil misije. Već se puno priča o postavljanju baza u cijevi od lave, gdje bi ljudi bili zaštićeni metrima marsovskog regolita. Ali astronauti ne mogu tamo provoditi svo svoje vrijeme. Morat će se upustiti u zračenje.
Svaka misija na Mars koja uključuje ljude trebat će slojeve i slojeve nepredviđenih situacija. U slučaju neke vrste nužde, bit će od vitalnog značaja da doze zračenja astronauta budu što je moguće niže. Zapravo, cijela misija bit će planirana tako da se godišnja izloženost zadrži u granicama. Nije previše teško zamisliti planetarne istraživače koji koriste bilo koje sklonište od zračenja dok se pokušavaju boriti s kvarom opreme ili nekom drugom nezgodom. Detaljne karte zračenja koje uzimaju u obzir izloženost nebu i teren i bilo što drugo moglo bi spasiti živote.
Više:
- Studija: Usmjerenost površinskog zračenja Marsa i derivacija albedo zračenja prema gore
- Svemir danas: Zašto bi cijevi od lave trebale biti naš glavni prioritet istraživanja na drugim svjetovima
- Svemir danas: Lava cijevi na Mjesecu i Marsu su stvarno, stvarno velike. Dovoljno velik da stane u cijelu planetarnu bazu
