Kaip kosminis oras gali sužlugdyti NASA sugrįžimą į Mėnulį

NASA/Goddardo kosminių skrydžių centras

Ar NASA tikrai ketina grąžinti žmones į Mėnulį 2024 m.? Tai buvo vis mažiau tikėtinas Trumpo administracijos agentūrai suteiktas mandatas . Prezidentas Bidenas dar nepakeitė šio tikslo, nors dauguma ekspertų tikisi, kad jis suteiks NASA taip reikalingą erdvę kvėpuoti ir iš naujo nustatyti šį terminą vėlesniam dešimtmečiui .

Problema ta, kad 2024 m. iš tikrųjų gali būti saugesnis pasirinkimas. Naujas tyrimas paskelbtas žurnale Solar Physics rodo, kad antroje dešimtmečio pusėje yra padidėjusi kosminių oro įvykių – radiacijos audrų ir įkrautų saulės dalelių – rizika. Tai sukeltų didesnį pavojų bet kurioms įgulos misijoms į Mėnulį 2026–2029 m. Jei NASA rimtai ketina sugrįžti į Mėnulį ir nori, kad astronautai būtų kuo saugesni, gali būti protinga paspartinti pastangas užtikrinti, kad tai įvyktų anksčiau. 2026 – arba palaukite, kol baigsis dešimtmetis.

Kosmoso amžiaus pradžioje kosminis oras tikrai buvo nepastebėtas, tačiau į jį vis rimčiau žiūrima tiek apie poveikį žemei, tiek į kosmoso tyrinėjimus, sako Matthew Owens, kosmoso fizikas iš Redingo universiteto JK ir vadovas. naujojo tyrimo autorius. Tyrimas buvo skirtas ekstremaliam kosminiam orui apskritai, o ne konkrečiai Mėnulio tyrinėjimui. Tik sujungus įvairias išvadas, kad būtų galima prognozuoti ekstremalių kosminių orų tikimybę per ateinantį 11 metų ciklą, paaiškėjo pasekmės Mėnulio tyrinėjimams.

Taip, kosmose yra oras. Saulės paviršius išsiveržia dujomis ir plazma, išskirdamas įkrautas daleles (protonus, elektronus ir sunkiuosius jonus) į likusią Saulės sistemos dalį milijonų mylių per valandą greičiu. Šios dalelės gali atsitrenkti į Žemę ir Mėnulį vos per kelias minutes. Žemės magnetinis laukas apsaugo mus nuo jų, tačiau dalelės vis tiek gali ant paviršiaus kepti elektroniką ir elektros tinklus ir sugadinti svarbius palydovus, valdančius GPS ir telekomunikacijų paslaugas.

Kosminiai orai gali būti itin pavojingi bet kokiems astronautams, skrendantiems į Mėnulį arba bandantiems gyventi ir dirbti Mėnulio forposte paviršiuje. Gyvybės palaikymo sistemos ir energija gali išsijungti, o saulės aktyvumas gali sukelti gyvybei pavojingą radiacijos lygį. Tarp Apollo 16 ir 17, sako Owens, įvyko didžiulis kosminis oro įvykis greičiausiai būtų buvę mirtini jei astronautai tuo metu būtų buvę Mėnulyje.

Kas 11 metų saulės magnetinis laukas apsiverčia – šiaurės ir pietų ašigaliai keičiasi vietomis, o saulės aktyvumas kyla ir mažėja. Galbūt manote, kad protingiau būtų paleisti per saulės minimumą, tačiau taip nebūtinai buvo, nes žemi saulės aktyvumo taškai paprastai reiškia, kad galaktikos kosminiai spinduliai (kosmoso spinduliuotė, sklindanti iš už Saulės sistemos ribų) yra labiau veikiami.

Susijusi istorija

Kinijos raketa saugiai krito į vandenyną Šalies neapgalvotas elgesys naudojant „Long March 5B“ pagrindinį stiprintuvą baigėsi saugiai, bet iškėlė pasaulį į viršų.

Be to, tokie kosminių oro sąlygų modeliai, kuriuos galėjome nuspėti laikui bėgant, yra susiję su švelniais ir vidutinio sunkumo įvykiais, kurie nekelia tiek daug rizikos komandiruotėms. Tačiau ekstremalios saulės audros – tokios, kurios tikrai gali nuniokoti misiją į Mėnulį – kyla atsitiktinai. Daugelis, kaip liūdnai pagarsėjęs 1859 m. Carrington įvykis , įvyko iš pažiūros mažo saulės aktyvumo metu. Ir šie ekstremalūs įvykiai yra labai reti, todėl juos sunku ištirti.

Siekdami sustiprinti mažai turimų duomenų analizę, Owensas ir jo komanda sukūrė ekstremalių kosminių orų tikimybių modelius, pagrįstus 150 metų saulės aktyvumo įrašais. Šie modeliai imitavo skirtingus ekstremalių audrų dažnius – viename jų pasitaikydavo atsitiktinai, kitu padidindavo tikimybę esant saulės maksimumams ir pan.

Po tūkstančių modeliavimų mokslininkai turėjo pakankamai duomenų, kad nustatytų, kokie scenarijai geriausiai atitinka tai, ką šiuo metu žinome apie saulės veikimą. Jie sužinojo, kad ekstremalūs kosminiai orai laikosi to paties modelio, kaip ir vidutinio sunkumo: aktyvumas yra didesnis saulės maksimumo metu nei minimumas, o sunkūs įvykiai labiau tikėtini esant stipresniems saulės ciklams nei silpnesniems.

Taip pat buvo vienas labai įdomus grynuolis, būdingas ekstremaliems įvykiams: jie paprastai įvyksta šiek tiek vėliau nelyginiais saulės ciklais nei lyginiai.

Mes ką tik pradėjome saulės ciklą 25 2019 m. gruodį. Iš esmės tikimasi, kad saulės maksimumas įvyks 2023–2029 m., todėl tai turėtų būti pats bjauriausias laikas kosminiams orams. Tačiau kadangi tai yra keistas ciklas, ekstremalių kosminių orų tikimybė yra didžiausia to lango pabaigoje, tarkime, 2026–2029 m., sako Owensas.

Autoriai teigia, kad dėl padidėjusios rizikos tuo laikotarpiu skraidyti į Mėnulį yra nesaugu. Mes neprognozuojame atskirų įvykių laiko, sako Owensas. Taigi geriausias patarimas, kurį galime duoti, yra apie tikimybę susidurti su ekstremaliu įvykiu. Jei paleidimas turi būti atidėtas iki 2026 m., gali būti geriau jį atidėti iki 2030 m. Priešingu atveju misijos planuotojai turėtų užtikrinti, kad erdvėlaivis turėtų tinkamą techninę įrangą, apsaugančią astronautus nuo ekstremalių įvykių.

Galų gale, nėra taip, kad galime tiesiog laiku sugrąžinti astronautus iš Mėnulio, kai žinome, kad artėja bloga saulės audra. Šiuo metu mūsų geriausios perspėjimo apie orą kosmose sistemos mums įspėja apie a nuo kelių valandų iki kelių dienų – ir tos prognozės dar blogesnės prognozuojant katastrofiškas audras.

Kolorado Boulderio universiteto kosmoso fizikos tyrinėtojas Danas Bakeris, kuris nedalyvavo tyrime, mano, kad išvados pasitvirtina ir pabrėžia, kad į tokius tyrimus reikia žiūrėti rimtai ir įtraukti į [misijos] planavimą. Tačiau jis nėra visiškai įsitikinęs, kad šio tyrimo statistinis darbas turėtų būti priimtas kaip rekomendacija dėl bet kokios Mėnulio misijos 2026–2029 m.

Saulės audros įvykiai ir saulės energetinės dalelės kelia labai realią riziką astronautams už apsauginio Žemės magnetosferos apvalkalo, sako jis. Tačiau manau, kad galima imtis apdairių veiksmų, kad apsisaugotų nuo tokio atšiauraus kosminio oro poveikio. Tikiu, kad naudojant aktyvią ir efektyvią veikiančią erdvės įspėjimo apie orą sistemą, grėsmes galima valdyti. Rizika galėtų būti toleruojama, jei būtų, tarkime, išankstinio perspėjimo erdvės orų sistema, kuri visą saulę stebėtų 24 valandas per parą, 7 dienas per savaitę, ir erdvėlaivio arba Mėnulio forposto modulis, kuris galėtų konkrečiai apsaugoti astronautus nuo tokių įvykių.

Nors ekstremalus įvykis gali būti retas, tai gali reikšti skirtumą tarp gyvybės ir mirties misijoje į Mėnulį. Ar NASA ir kiti nori prisiimti šią riziką, dar reikia pamatyti.

paslėpti