Ученым удалось измерить уровень радиации на марсе. Проблемы, с которыми столкнутся колонизаторы марса Уровень радиации на марсе в рентгенах
Радиация
Самой серьезной проблемой на Марсе является отсутствие магнитного поля, защищающего от солнечной радиации. Магнитное поле Марса слабее земного примерно в 800 раз. Вместе с разреженной атмосферой это увеличивает количество достигающего его поверхности ионизирующего излучения.
Радиационный фон на орбите Марса в 2,2 раза превышает радиационный фон на Международной космической станции. Средняя доза составила примерно 220 миллирадов в день. Объем облучения, полученного в результате пребывания в таком фоне на протяжении трех лет, приближается к установленным пределам безопасности для космонавтов.
Невесомость
На Марсе гравитация (притяжение) составляет всего 38% от земной (0,38 g). Степень влияния гравитации на здоровье людей при ее изменении от невесомости до 1 g не изучена, однако ничего хорошего ученые от нее не ждут. На земной орбите предполагается провести эксперимент на мышах с целью исследования влияния марсианской силы притяжения на жизненный цикл млекопитающих, тогда вопрос будет лучше прояснен.
Метеоритная опасность
Из-за своей разреженной атмосферы Марс гораздо в большей степени, чем Земля, подвержен метеоритной угрозе. В связи с этим гости Красной планеты рискуют попасть под метеоритный дождь, по сравнению с которым инцидент в Челябинске покажется детским лепетом. Поэтому и становится особенно актуальной проблема защиты строительной техники в том числе. В том числе придется решить проблему защиты строительных вышек тур http://www.versona.org/ и другого оборудования как на этапе создания поселения, так и позже, когда начнет развиваться сфера услуг, в частности предоставление технки в аренду.
Вредная пыль
На Марсе здоровью космонавтов будут угрожать гораздо более серьезные опасности, чем обычно. Например, простая пыль на Марсе намного опаснее лунной. Ученые подозревают, что эта пыль содержит в себе очень неприятные компоненты - мышьяк и шестивалентный хром, способный при контакте вызывать серьезные ожоги кожи и глаз.
Плохая погода
Скорость ветров, которые дуют над планетой на разных высотах, пока до конца не известна. Пыльные бури скрывают от глаз землян почти всю планету, и длятся они по три месяца.
Психологические моменты
Длительность перелета на и дальнейшее пребывание в замкнутом пространстве могут стать серьезным препятствием для самых сильных и здоровых любителей Марса. Даже при самом оптимальном сценарии один только путь к Марсу будет представлять собой изнурительное пятимесячное странствие.
ESA/ATG medialab
Приборы на борту орбитального зонда миссии «ЭкзоМарс» Trace Gas Orbiter (TGO) помогли ученым выяснить, что космонавты смогут совершить только один полет к Марсу без существенного риска для здоровья. Главную опасность представляет высокий уровень радиации, связанный с галактическими космическими лучами , говорится в статье, опубликованной в журнале Icarus .
Высокий уровень радиации считается одним из главных препятствий на пути пилотируемых экспедиций на Марс. В частности, данные прибора RAD на борту марсохода Curiosity, собранные во время перелета к красной планете, показали , что во время путешествия человек может получить дозу радиации, сопоставимую с предельно допустимой – примерно 0,66 зиверта, 95 процентов которой приходится на галактические космические лучи, и лишь 5 процентов - на излучение Солнца. Аналогичные результаты были получены в 2014 году в ходе наблюдений на лунной орбите при помощи детектора космических лучей CRaTER, установленного на борту зонда LRO. Как показали его замеры, риск онкологических заболеваний у космонавтов после 500-дневного полета к Марсу повысится на 4-5 процентов.
Игорь Митрофанов и его коллеги из Института космических исследований РАН, Института медико-биологических проблем РАН и Института космических исследований и технологий Болгарской академии наук пришли к схожим выводам, анализируя данные, собранные дозиметрическим модулем «Люлин-МО», установленным на борту российско-европейского зонда TGO, в октябре 2016 года. Модуль является частью российского нейтронного детектора FREND , и он, как и датчик RAD на борту Curiosity, был включен большую часть времени, которое зонд провел во время полета к четвертой планете Солнечной системы.
«Во время шестимесячного полета к Марсу и возвращения на Землю экипаж космического корабля получит примерно 60 процентов от дозы радиации, максимально допустимой для всей карьеры космонавта или астронавта, если полет будет осуществляться во время сниженной солнечной активности», - говорится в статье.
Прибор FREND с дозиметрическим модулем Люлин-МО
Как показали собранные данные, уровень радиации в открытом космосе был примерно на 20 процентов выше, чем во время полета Curiosity. Ученые связывают это расхождение с тем, что уровень солнечной активности в этот период был минимальным, что повысило частоту «обстрела» зонда и всех планет космическими лучами из межзвездной среды. Нечто похожее было зафиксировано зондом LRO во время двух последних солнечных минимумов.
В среднем, космонавт, путешествующий примерно год к Марсу, получит примерно 0,7 зиверта ионизирующего излучения (около 73 рентген). Космонавты на борту МКС получают примерно 0,3 зиверта в год, а на Земле годовая доза, которую получает человек, составляет около 2,4 миллизиверта. Как показывают расчеты ученых, одно путешествие к Марсу по самому быстрому маршруту «съест» чуть больше половины от максимальной общей дозы радиации, допустимой для космонавтов за всю карьеру.
Что интересно, уровень радиации на орбите Марса был еще выше, причем уровень облучения очень сильно зависел от того, закрывала ли планета «Экзомарс» от солнечного ветра.
Замеры на самой поверхности планеты пока еще не были проведены европейскими и российскими учеными – Митрофанов и его коллеги планируют осуществить их при помощи дозиметра «Люлин-МЛ», который будет установлен на посадочной платформе для европейского марсохода «Пастер», сейчас в НПО Лавочкина.
Сергей Кузнецов
Американские учёные представили первый подробный отчёт о радиации на поверхности Марса. В основу легли данные собранные за первые триста дней миссии детектором оценки радиации (RAD), установленным на марсоходе Curiosity.
Результаты, опубликованные в журнале Science , показывают, что радиоактивное излучение хоть и представляет угрозу здоровью астронавтов, но всё-таки не ставит крест на планах пилотируемых полётов.
Излучение на Марсе гораздо жестче, чем на Земле по двум причинам. Во-первых, там отсутствует глобальное магнитное поле, которое прикрывает землян. Во-вторых, слишком тонкий слой атмосферы обеспечивает небольшую защиту от солнечного излучения, но бесполезен против космических лучей.
В среднем радиоактивное воздействие на поверхности планеты эквивалентно дозе в 0,67 миллизивертов. Это почти в три раза меньше дозы в 1,8 миллизивертов, которую ежесуточно регистрировал RAD во время межпланетного перелёта.
За первые восемь месяцев работы марсохода RAD зафиксировал один мощный всплеск излучения, связанный с вспышкой на Солнце, а также три "провала", вызванных корональными выбросами в межпланетное пространство , которые обеспечили магнитное экранирование от космического излучения.
"Мы продолжаем следить за радиационной обстановкой в разные периоды солнечного цикла и наблюдаем за последствиями крупных солнечных бурь. Эти измерения дают нам важную информацию для планирования будущих экспедиций", — сообщил в пресс-релизе NASA главный исследователь RAD Дон Хасслер (Donald Hassler) из Юго-западного исследовательского института в Боулдере.
Предполагается, что экспедиция к Красной планете продлится 860 суток, из которых 180 уйдёт на перелёт в каждую сторону, и ещё 500 суток земляне проведут на поверхности планеты. Во время пилотируемого полёта дозу облучения можно будет снизить с помощью .
По оценке специалистов суммарная доза облучения, которую космические путешественники получат за всё путешествие, составит около одного зиверта .Такая доза не считается смертельной, но увеличивает риск развития смертельных форм рака как минимум на 5%.
Отметим, что согласно действующим правилам Американского космического агентства NASA риск подобных заболеваний за всю карьеру астронавтов не должен повышаться более чем на 3%. Однако существующие нормы были рассчитаны для работы на низкой околоземной орбите и, конечно же, требуют корректировки для дальних полётов.
Сейчас НАСА совместно с Институтом медицины (IOM) проводят исследования, чтобы разработать нормы и ограничения для экспедиций к другим планетам, в частности, к Марсу.
Новое исследование кроме чисто практического значения для будущих экспедиций проливает свет на . Уровень радиации на поверхности планеты позволяет предположить, что микробные организмы не могли сохраниться в верхних слоях почвы, а признаки существующих или прошлых форм жизни следует искать в скважинах .
Вот так: готовилось человечество оставить свои следы на пыльных марсианских дорожках, экспедицию собирало, но не тут-то было. На Марсе, выясняется, свирепствует радиация, и еще лететь туда-обратно три года в открытом космосе - можно получить смертельную дозу опасного излучения.
Дозы ионизирующего излучения измеряются в зивертах, и этих самых зивертов за всю жизнь можно получить между 1 и 3 единицами, в зависимости от возраста и пола, причем безопасный порог все время уменьшается стараниями медиков. По наблюдениям американского спутника Одиссей, радиация в окрестностях Марса в 2,5 раза выше, чем, например, на МКС.
У Земли имеется атмосфера и значительно более сильное магнитное поле, ограждающее ее жителей от космических напастей. Всего же за три года экспедиции астронавты получат около одного зиверта, что находится на границе допустимой дозы, и может вызвать совершенно непредсказуемые последствия для здоровья людей, вероятнее всего раковые заболевания.
Такие вот неутешительные факты были изложены на пресс-конференции экспертами НАСА, после чего все заинтересованные стороны надолго задумались. Пока что предлагается вести усиленный мониторинг солнечной радиации - основной угрозы для здоровья космонавтов - и своевременно предупреждать их о грядущих звездных штормах, дабы те заранее подыскали себе какое-нибудь укрытие в марсианских пенатах. Да еще уповать на то, что вспышки солнечного излучения, длящиеся до недели, окажутся не слишком направленными и обойдут Марс стороною.
Ученые опубликовали первые оценки уровня радиации на поверхности Марса
Астронавты за год жизни на Марсе подвергнутся воздействию около 15 рентген ионизирующего излучения, что ставит под сомнение возможность существования жизни внутри почвы Красной планеты, заявляют ученые в статье, опубликованной в журнале Science .
Высокий уровень радиации считается одним из главных препятствий на пути пилотируемых экспедиций на Марс. В частности, данные прибора RAD на борту марсохода, собранные во время полета к Красной планете, показали, что во время путешествия человек может получить дозу радиации, сопоставимую со смертельной.
С момента посадки на поверхность Марса в начале августа 2012 года, марсоход Curiosity непрерывно наблюдает за радиационным фоном на Красной планете при помощи RAD и отправляет собранные данные на Землю. Дональд Хасслер из Юго-Западного исследовательского института в городе Боулдер и его коллеги проанализировали статистику по уровню радиации на Марсе за последние 300 дней и перевели ее на понятный нам язык.
По их расчетам, за день организм человека или других живых существ будет накапливать около 0,21 миллизиверта ионизирующего излучения, что в десятки раз больше, чем аналогичные значения для Земли. Как отмечают авторы статьи, это значение всего в 2 раза меньше, чем уровень радиации в открытом космосе, измеренный во время полета Curiosity от Земли к Марсу.
В общей сложности, за год жизни на Красной планете такой путешественник накопит около 15 рентген ионизирующего излучения, что в 300 раз больше предельной годовой дозы для работников атомной промышленности. Это сильно ограничивает время пребывания возможных путешественников на поверхности Красной планеты, которые вряд ли смогут провести там больше 500 дней без риска для здоровья.
Другим интересным следствием этого открытия стало то, что, по словам Хасслера и его коллег, микробы не могут существовать в верхних слоях почвы Марса, где они могли теоретически выжить после испарения его океанов и атмосферы в глубокой древности Красной планеты.
Радиация на Марсе безопасна для людей
Прошло уже три месяца с тех пор, как марсоход Curiosity приземлился на Красную планету, чтобы определить, способен ли Марс поддерживать жизнь.
Один из факторов, ограничивающих условия обитаемости, важных для будущих пилотируемых миссий - был уровень радиации от космических лучей и солнечных частиц, который попадает на поверхность планеты.
Чтобы выяснить это, инструмент марсохода для измерения радиации, называемый RAD, собрал данные, касающиеся ежедневных циклов радиации, достигающих Curiosity .
Атмосфера Марса действует как щит для радиации на поверхности планеты. Ученые знают об этом, так как по мере того, как утолщается атмосфера, уровень радиации падает на 3-5 процентов.
Проблема состояла в том, что атмосфера Марса в 100 раз тоньше, чем на Земле, что говорит о более легком проникновении радиации и большей опасности для космонавтов.
Так смогут ли космонавты выжить в марсианской среде?
Совершенно точно, космонавты смогут жить в этой среде, - объявил главный исследователь Дан Хасслер. По крайней мере, какой-то ограниченный период времени.
Уровень радиации на поверхности Марса примерно вдвое меньше того, что ученые наблюдают во время полетов в дальний космос. Главная проблема - это накапливание радиации в течение длительного времени.
А вот что точно известно, так это то, что миссия на Марс будет долгой - около 3 лет, включая около 6 месяцев, чтобы туда добраться и еще шесть, чтобы вернуться. Существует предел с точки зрения суммарной дозы излучения, которое может испытать космонавт.
В обычный день, космонавт в глубоком космосе защищен от радиации. Лучевая болезнь не возникает сразу. Но сценарий может измениться, если космонавты столкнуться с событием, когда излучается большое количество радиации, как например при солнечной буре. Кроме того, космонавты будут подвержены более высокому уровню радиации по пути к планете, чем на ее поверхности.
Вопрос не состоит в том, отправимся ли мы на Марс. Важно, когда мы туда отправимся и как лучше защитить наших космонавтов, - объяснил Хасслер.
Радиация на Марсе не помешает колонизации красной планеты
Миссия, совершенная марсоходом «Кьюрсити», была завершена открытием, в процессе которой было выявлено, что радиация на Марсе не повлияет на длительный пилотируемый полет на планету. Это определенно хорошие новости для множества претендентов на колонизацию красной планеты по проекту датской компании Mars One.
Долгосрочное исследование включает в себя 360 дней, для совершения перелета туда и обратно, и пребывания на планете порядка 500 дней. Конечно же, космонавты получат дозу радиации в размере 1,01 зиверта, которая была установлена с помощью детектора на борту «Кьюрсити».
Конечно же, полученная доза радиации грозит увеличением развития рака, и составляет 3%, что не соответствует стандартам NASA. Но, в недалеком будущем планируется изменение этих данных, так как они предназначены для измерения на околоземной орбите.
По словам Дона Хасслера, из Юго-Западного исследовательского института в Боулдере:
NASA работает с Институтом медицины при Национальной академии наук над оценкой ограничений, необходимых для дальних космических полетов, например, миссии на Марс.
Проведенные 8 месяцев детектором излучения «Кьюрсити» в открытом космосе и 300 дней, проведенные на самой Планете, дали совершенно новые результаты, в ходе обработки которых была выявлена наиболее полная картина радиационного фона, как на пути к Марсу, так и на его поверхности.
Существует 2 формы радиации, учет которых и был осуществлен в процессе обработки - галактические космические лучи, появившиеся вследствие разрыва сверхновых, и энергетические частицы солнца, вследствие Солнечных геомагнитных бурь.
Доза радиации в день, которую космонавт будет получать в результате работы, составит 0,64 миллизиверта, по данным детектора. А в процессе перелета эта доза составит 1,84 миллизиверта в день.
Радиационный фон непостоянен, что делает невозможным вынести окончательный вердикт и подвести итоги, считает Хасслер. Конечно же, эти данные и их оценка помогут NASA в проектировании миссии на Марс, и поиске жизни на его поверхности. Но, эти же данные позволили ученому сделать предположение, что на Красной Планете отсутствует микробная жизнь.
По данным от марсохода Curiosity, уровень радиации на Марсе почти такой же, как и на низкой околоземной орбите, где находится Международная космическая станция. Но визит на Красную планету не становится от этого безопасным, так как лететь придется достаточно долго.
По сравнению с Землей, у Марса отсутствует магнитосфера, которая защищает планету от галактического и солнечного излучения. Впрочем, есть тонкая атмосфера, которая обеспечивает небольшую защиту. По словам одного из операторов Curiosity, это открытие стало первым в истории измерением радиационной обстановки на планете, отличной от Земли. Астронавты смогут жить в подобной среде.
От метеорологической станции ровера поступили данные о так называемом тепловом приливе. Атмосфера начинает нагреваться Солнцем, расширяясь и снижая давление. А на другой стороне в это время холодно, там атмосфера начинает опускаться и сжиматься.
Из-за вращения Марса, выпуклость с нагретым воздухом перемещается вместе со светлой стороной с востока на запад. Curiosity зафиксировал подобный эффект, следя за изменением атмосферного давления в течение суток. Также были отмечены ежедневные провалы в уровне заряженных частиц, совпадающие с повышением давления. Получается, что марсианская атмосфера все же обеспечивает защиту.
В настоящий момент ученые не могут дать оценку суточной дозе облучения на Красной планете. Однако понятно, что она будет несколько ниже уровня, зафиксированного космическим кораблем, который перевозил Curiosity. Именно это и становится главной проблемой: за три года перелета космонавты облучатся в семь раз сильнее, чем за это же время на МКС.
Совокупное облучение повышает риск возникновения различных раковых заболеваний, именно поэтому космическими агентствами устанавливаются лимиты на сроки пребывания в космосе. Необходимо получить точную величину марсианской дозы, что как следует защитить космонавтов во время перелета к Красной планете.
Ко всему этому, еще случаются солнечные вспышки, и Curiosity необходимо выяснить, насколько защищен от них Марс.
Естественно, лучший вариант - это подземная база или колония, в которой на поверхность выходят только роботы. Но все же стоит рассмотреть варианты, позволяющие выходить на поверхность и космонавту.
Источники: zona51.narod.ru, ria.ru, www.infoniac.ru, yvek.ru, tainy.net
«За последние 200 дней пребывания на Марсе мы узнали о воздействии радиации. Конечно, космическое пространство - опасное место, и излучение является одной из многих причин. Предполагалось, что как только наши астронавты благополучно приземляться на поверхность Марса, планета обеспечит надежную защиту от разрушительного действия радиации. Но оказалось всё не так - радиация влияла не только на человека, но и на автоматические аппараты», - было опубликовано в журнале «Наука».
«На Земле от радиации мы защищены магнитосферой и относительно плотной атмосферой. Но радиация на Марсе - это неоспоримый факт», - сказал Дон Хеслер, автор статьи «Радиационная обстановка поверхности Марса измеряется в Марсианской научной лаборатории».
На Земле радиационное излучение связывают с последствиями катастроф, таких как Чернобыль и Фукусима. Иногда мы беспокоимся, что компьютерная томография, рентген и трансконтинентальные рейсы могут быть причиной облучения. Самым опасным источником излучения, по данным Общества по физическим основам радиационной безопасности, является радон.
Марсоход «Curiosity», находясь в 180-дневном путешествии, позволил вычислить среднюю дозу облучения. Это примерно 300 мЗв, что эквивалентно 24 компьютерным томографиям. Чтобы добраться до Марса, астронавт будет подвергаться 15-кратному годовому облучению, нежели работник атомной станции.
«Изменчивость в уровнях радиации была намного больше, чем ожидалось, - сказал Хеслер. - Существуют также сезонные колебания излучения».
Соавтор исследования Дженнифер Эйгенборд из Института космических исследований утверждает, что потоки излучения имеют решающее значение при определении возможности жизни на Красной планете. Самые мощные частицы в воздухе проникают в марсианский грунт. Воздействуя на поверхность, галактические космические лучи и сильные солнечные энергетические частицы производят гамма-лучи и нейтроны, способные разорвать молекулярные связи в почве. Возможно, этот процесс уничтожил все следы жизни, расположенные близко к поверхности. Новое исследование предполагает, что найти органические молекулы можно, нужно лишь копать гораздо глубже.
«Если мы найдем органику на Марсе, то это нам поможет направить наше исследование в новое русло», - сказала Эйгенборд.
«Зная уровень радиации, мы сможем конструировать различные системы на поверхности, чтобы защитить наших астронавтов от вредного воздействия», - сказал Хеслер.
Чтобы выжить в пути и на планете, необходимо знать космическую погоду. Прогнозирование космической погоды является относительно новой областью, но имеет решающее значение для всех космических миссий.
Прогноз космической погоды включает прогнозирование солнечных вспышек, геомагнитных бурь и выбросов корональной массы, исходящих от Солнца.
«С помощью детектора оценки излучения (RAD) мы продолжаем получать сведения об излучении поверхности, типе частиц и относительных частотах. В настоящее время это единственный способ оценки излучений на Марсе. Данная система поможет более точно разработать костюмы астронавтов, наилучшее место пребывания на планете, запланировать деятельность вне космического корабля. Благодаря измерениям RAD мы можем начать писать «Руководство по выживанию на Марсе», - заявил Хеслер.
