Як створити найкращий захист від радіації на Марсі

база на Марсі

Планета Марс кличе нас. NASA і Китай дали зрозуміти, що вони мають намір відправити місії на Марс на початку 2030-х років, кульмінацією яких стане створення баз з людьми на його поверхні.

Для забезпечення здоров’я та безпеки астронавтів як у дорозі, так і на поверхні Марса вчені досліджують кілька засобів радіаційного захисту. У нещодавньому дослідженні група Космічного наукового інституту Blue Marble (BMSIS) вивчала, як можна використовувати різні матеріали для створення конструкцій, що захищають від радіації. Сюди входили матеріали, які можуть бути привезені із Землі, і ті, що їх можна видобути безпосередньо з марсіанського середовища.

Дослідженням керував Діонісіос Гакіс, запрошений учений із BMSIS та випускник фізичного факультету Патрського університету в Греції.

Марсіанське радіаційне середовище значно небезпечніше земного через тонку атмосферу та відсутність планетарного магнітного поля. На Землі люди в розвинених країнах отримують в середньому 0,62 рад на рік, тоді як поверхня Марса отримує близько 24,45 рад за той же період – і навіть більше, коли відбуваються сонячні явища (т.зв., сонячні спалахи). Як повідомив д-р Атрі Universe Today електронною поштою, це випромінювання буває декількох форм:

«Галактичні космічні промені складаються із заряджених частинок, які в мільярд (або більше) разів більш енергійні, ніж видиме світло. Вони можуть проникати крізь екранування та завдавати непоправної шкоди людському організму. Крім того, сонячні бурі можуть іноді прискорювати заряджені частинки до дуже високих енергій (сонячні енергетичні частинки), які можуть завдати шкоди. Кількість радіації, що походить від космічних променів, дуже передбачувана, тоді як сонячні бурі передбачити дуже складно».

Для свого дослідження Гакіс та доктор Атрі досліджували властивості різних екрануючих матеріалів, які можна було доставити на Марс або зібрати на місці. Вони складалися з матеріалів, поширених в аерокосмічній промисловості, таких як алюміній, поліетилен, циклогексан, поліметилметакрилат, майлар та кевлар, а також води, рідкого водню з вуглецевого волокна та марсіанського реголіту. Як пояснив Гакіс, вони оцінили кожен із цих матеріалів за допомогою чисельної моделі GEANT4 – програмного пакету, який імітує проходження частинок через речовину з використанням статистичних методів Монте-Карло.

Їх результати показали, що багаті на водень матеріали (наприклад, водяний лід) передбачувано реагують на GCR і, отже, є кращим захистом від космічних променів. Крім того, вони виявили, що реголіт має проміжний відгук і тому може використовуватися для додаткового захисту, особливо у поєднанні з алюмінієм. Гакіс сказав:

«Наприклад, хоча було виявлено, що алюміній не такий ефективний, як інші матеріали, він все ж таки може бути корисним для зниження доз опромінення, і ми виступаємо за його поєднання з іншими матеріалами. Марсіанський реголіт має аналогічну поведінку та ту перевагу, що він є матеріалом на місці, і нам не потрібно везти його із Землі».

NASA та інші космічні агенції оцінюють кілька конструкцій, матеріалів та технологій, які дозволять створити місце існування на Місяці, Марсі та за його межами. Зокрема, NASA та Китайське національне космічне агентство (CNSA) планують пілотовані місії на Марс у наступному десятилітті, які запускатимуться кожні 26 місяців (починаючи з 2033 року) та завершуватимуться створенням місць проживання на поверхні. Згідно з аналізом Гакіса та доктора Атрі, ці місця проживання, ймовірно, будуть складатися з внутрішньої структури, створеної з використанням легких матеріалів, доставлених із Землі за низькою ціною.

У випадку з алюмінієм та вуглецевим волокном їх можна виробляти на місці, використовуючи алюміній, видобутий з марсіанської породи, та вуглець, зібраний з її атмосфери. Потім їх можна захистити за допомогою місцевого водяного льоду та реголіту, які роботи роздрукують на 3D-принтері для створення захисної надбудови. Такі житла дозволять здійснювати тривалі місії далеко за межі Землі і навіть можуть стати сходинкою до постійних поселень людей у космосі.

«Радіація — одна з багатьох проблем, які людство має вирішити, щоб успішно здійснити дослідження Червоної планети людиною», — резюмував Гакіс. «Ми вважаємо, що наше дослідження є ще одним кроком до розумінні руйнівного впливу космічних променів на марсіанське середовище та планування ефективних стратегій пом’якшення його наслідків для майбутніх місій з екіпажами на Марс».

Статтю опублікувано у Universe Today.

Залишити коментар

Ваша e-mail адреса не оприлюднюватиметься.