Что нужно знать о радиации на Луне?
Луна – это следующая ступень для освоения человеком космоса, а потому все больше стран в ближайшие десятилетия планируют отправить людей на спутник Земли. Однако, как показала совместная работа китайских и немецких ученых, на лунной поверхности будущие космонавты получат дозу облучения в 200 раз выше, чем на Земле. Она эквивалентна 1369 микрозивертам в день, что примерно в 2,6 раза больше, чем суточная доза радиации на Международной космической станции (МКС). Как пишут авторы исследования, космическая радиация является одним из основных рисков для здоровья астронавтов, поскольку «хроническое воздействие галактических космических лучей может стать причиной развития рака, катаракты или дегенеративных заболеваний центральной нервной системы или других систем органов.» Другими словами, длительное пребывание на Луне подвергнет тела астронавтов воздействию высоких доз радиации. Но означает ли это, что люди не смогут постоянно жить на Луне?
Возвращение на Луну
На самом деле ученым давно известно, что уровень радиации на Луне относительно высок, поскольку она не имеет плотной атмосферы или магнитного поля, защищающего ее. Наша Земля, к счастью, обладает обоими типами экранирования. Примечательно, что во время полетов «Аполлона» с 1969 по 1972 год астронавты носили на своих телах приборы для измерения радиации, называемые дозиметрами, которые определяли уровень радиационного облучения в течение всего полета. Тем не менее данные о радиации с поверхности Луны никогда не сообщались.
Экранирование – защита какого-либо объекта от воздействия электромагнитных полей или определенного вида излучений посредством установки соответствующей виду поля (излучения) преграды между объектом и источником.
Сегодня NASA работает над запланированной на 2024 год высадкой астронавтов на Луну. Миссия под названием Artemis призвана обеспечить постоянное присутствие человека на ближайшем соседе Земли и вокруг него уже к концу десятилетия. Уроки, извлеченные во время будущей миссии также помогут проложить путь для отправки первых людей на Марс, что NASA совместно со SpaceX планируют осуществить в 2030-х годах. Подробнее о том, как будет выглядеть первая пилотируемая миссия на Марс читайте в материале моего коллеги Рамиса Ганиева.
Миссия «Чанъэ-4»
В январе 2019 года межпланетная станция «Чанъэ-4» совершила посадку в кратере Фон Карман на обратной стороне Луны и в общей сложности проработала на поверхности спутника более 600 земных суток. Теперь же нейтронный и дозиметрический эксперимент на лунном посадочном модуле (Lunar Lander Neutrons and Dosimetry experiment, LND) «Чанъэ-4» измерил уровень радиации на лунной поверхности в зависимости от времени.
Заряженные частицы, такие как галактические космические лучи (GCRs), которые ускоряются до огромных скоростей благодаря взрывам сверхновых, вносят около 75% в общую мощность дозы радиации на лунной поверхности в 60 микрозивертов в час, свидетельствуют данные LND.
С помощью данных, собранных лунным посадочным модулем, исследователи выяснили ежедневную дозу радиации на спутнике Земли.
В ходе работы, опубликованной в журнале Science Advances, ученые сравнили облучение на Луне с перелетом из Нью-Йорка во Франкфурт: доза радиации на спутнике в 5–10 раз выше, чем во время путешествия. При этом астронавты будут подвергаться воздействию радиации дольше, чем пассажиры и пилоты трансатлантического рейса.
Эквивалентная мощность дозы излучения составила около 1369 микрозиверт в сутки, что примерно в 1,9 раза превышает аналогичный показатель на борту Международной космической станции и приблизительно в 200 раз — на поверхности Земли, – пишут авторы исследования.
Создание колонии на Луне
Согласитесь, читая подобные новости невольно задумываешься о будущей колонизации Луны – возможно ли это, учитывая по-настоящему высокие уровни радиации? Как пишет N+1, одним из основных факторов риска в космосе является радиационный фон, который преимущественно складывается из множества заряженных частиц, испущенных Солнцем или другими галактическими источниками. В целом эксперты отмечают, что длительное пребывание на спутнике Земли может представлять серьезную угрозу для здоровья. Например, низкая гравитация может ослабить мышцы и кости. Кроме того, длительная изоляция может негативно сказаться на психическом состоянии астронавтов. Но существуют ли способы, с помощью которых пагубного воздействия космической радиации можно избежать?
Уровень радиации на Луне в 200 раз выше, чем на Земле
Как мы писали ранее, укрытия, построенные из толстых слоев лунной пыли, могли бы обеспечить достаточную защиту на поверхности спутника. Другой вариант – построить лунные базы в лавовых трубах и огромных пещерах, которые простираются под поверхностью Луны.
Как объясняет исследователь из Кильского университета Роберт Виммер-Швайнгрубер, «астронавты могут и должны максимально защищать себя во время длительного пребывания на Луне, например, покрывая среду обитания толстым слоем лунного грунта.»
Такие меры также помогли бы защитить от спорадических, но потенциально опасных солнечных вспышек, известных как события солнечных частиц (SPE). Исследователи отмечают, что LND не обнаружила следов SPЕ на протяжении всего периода, охватываемого новым исследованием, но будущие лунные исследователи вполне могли попасть под один из них.