Радиация на Марсе: насколько всё плохо?

10 899 просмотров
Об авторе

Марс

Интерес людей к Марсу серьезно вырос за последние несколько десятилетий. В дополнение к восьми активным миссиям, которые сейчас проходят на Красной планете или рядом с ней, к концу десятилетия на Марс отправится еще семь роботизированных модулей, марсоходов и орбитальных аппаратов. К 2030-м годам несколько космических агентств планируют развернуть пилотируемые миссии и на поверхности.

Кроме того, есть еще довольно много добровольцев, готовых отправиться на Марс в один конец, и людей, ратующих за превращение его в наш второй дом. Все эти предложения также обращают наше внимание на опасности, которые подстерегают людей на Марсе. Помимо холодной, сухой среды, отсутствия воздуха и гигантских песчаных бурь, есть также такой вопрос, как радиация.

Откуда на Марсе радиация?

У Марса нет защитной магнитосферы, как у Земли. Ученые считают, что в свое время в ядре Марса также были конвекционные потоки, создающие эффект динамо, который приводил в действие планетарное магнитное поле. Но примерно 4,2 миллиарда лет назад — видимо, из-за столкновения с крупным объектом или быстрого остывания ядра — этот эффект динамо исчез.

Maven

В результате в течение следующих 500 миллионов лет атмосфера Марса медленно улетучивалась при помощи солнечного ветра. Из-за потери магнитного поля и атмосферы, поверхность Марса подвергается воздействию гораздо более высоких уровней радиации, чем Земля. И в дополнение к постоянному воздействию космических лучей и солнечного ветра, вместе с солнечными вспышками Марс подвергается смертельным дозам стерилизующего излучения.

Как проходили исследования?

В 2001 году NASA отправило на Марс космический аппарат Mars Odyssey, оснащенный специальным инструментом MARIE (Martian Radiation Experiment), который должен был измерить уровень радиации вокруг Марса. Поскольку у Марса довольно тонкая атмосфера, радиация, зафиксированная Mars Odyssey, должна была быть практически такой же, как и на поверхности.

За 18 месяцев работы зонд Mars Odyssey обнаружил постоянную радиацию, уровень которой в 2,5 раза превышал уровень на Международной космический станции — 22 миллирад в день, или 8000 миллирад (8 Рад) в год. Космический аппарат также зафиксировал два солнечных протонных события, при которых уровень радиации поднимался до 2000 миллирад в день.

Для сравнения: люди в развитых странах подвергаются воздействию в среднем 0,62 Рад в год. И хотя исследования показали, что человеческий организм может выдержать дозу до 200 рад без каких-либо повреждений, длительное воздействие радиации марсианского уровня может привести ко всем видам проблем со здоровьем — острой лучевой болезни, повышенного риска развития рака, генетическим повреждениям и даже смерти.

Поэтому NASA и другие космические агентства придерживаются стратегии минимальных рисков при планировании миссий.

Возможные решения

Первым посетителям Марса определенно придется столкнуться с повышенным уровнем радиации на поверхности. Более того, любые попытки колонизировать Красную планету также потребуют мер для минимизации воздействия. Несколько решений уже имеется — как краткосрочных, так и долгосрочных.

К примеру, NASA поддерживает работу нескольких спутников, которые изучают Солнце, космическую среду по всей Солнечной системе и отслеживают галактические космические лучи в надежде обеспечить лучшее понимание солнечной и космической радиации. Также в агентстве занимаются поисками лучших вариантов экранирования астронавтов и электроники.

В 2014 году NASA запустило Reducing Galactic Cosmic Rays Challenge, интенсивный конкурс с призом в 12 000 долларов, которыми будут поощрены лучшие идеи по снижению воздействия на космонавтов галактических космических лучей. После первого конкурса в апреле 2014 года последовал еще один в июле с общим призовым уже в 30 000 долларов за идеи, связанные с активной и пассивной защитой.

Когда дело доходит до долгосрочного пребывания и колонизации, в прошлом всплывали еще несколько идей. Например, как предлагали Роберт Зубрин и Дэвид Бейкер в плане миссии Mars Direct, жилища можно строить прямо в земле, которая будет естественной защитой от радиации.

Mars

Предлагали также и создавать надувные модули, заключенные в керамике, созданной с помощью марсианского грунта. Этот план будет опираться на технику 3D-печати, известную как «спекание», когда песок превращается в расплавленный материал с помощью рентгеновских лучей.

MarsOne, некоммерческая организация, которая обещает колонизировать Марс в ближайшие несколько десятилетий, предлагает свой вариант защиты марсианских поселенцев от радиации. Организация предложила встроить экранирование в космический аппарат миссии, транспортное средство и жилой модуль. В случае солнечной вспышки, если защиты будет недостаточно, они предлагают создать специализированное радиационное убежище (расположенное в полой емкости для воды) внутри их Mars Transit Habitat.

Но самое радикальное предложение по снижению воздействия включает перезапуск ядра планеты для восстановления ее магнитосферы. Для этого нам нужно разжижить внешнее ядро, чтобы оно снова могло конвектировать вокруг внутреннего ядра. Собственное вращение планеты начнет создавать эффект динамо и магнитное поле будет генерироваться.

По словам Сэма Фактора, аспиранта с кафедры астрономии Университета штата Техас, есть два способа сделать это. Первый — взорвать серию термоядерных боеголовок вблизи ядра планеты, а второй — пропустить электрический ток через планету, производя сопротивление в ядре, которое будет разогреваться.

Учеными из Национального института наук синтеза (NIFS) в Японии в 2008 году было проведено исследование, в котором рассмотрели возможность создания искусственного магнитного поля вокруг Земли. Обнаружив, что за последние 150 лет интенсивность магнитного поля упала на 10%, они выступили за создание окружающих планету сверхпроводящих колец, которые могли бы компенсировать будущие потери.

С несколькими изменениями, такая система может быть адаптирована для Марса. Она будет создавать магнитное поле, которое может помочь экранировать поверхность от части вредоносной радиации. И если терраформаторы смогут создать на Марсе атмосферу, такая система также защитит ее от солнечного ветра.

Наконец, исследование, проведенное в 2007 году исследователями из Института минералогии и петрографии в Швейцарии, показало, как выглядит ядро Марса. Используя алмазную камеру, ученые смогли воспроизвести условия давления на железо-серные и железо-никель-серные системы, которые соответствуют центру Марса.

Марс

Они обнаружили, что при температурах марсианского ядра (порядка 1227 градусов по Цельсию), внутреннее ядро было бы жидким, но внешнее — слегка затвердевшим. Это сильно отличается от земного ядра, в котором отвердевание внутреннего ядра высвобождает тепло, которое сохраняет внешнее расплавленным, рождая таким образом эффект динамо и магнитное поле.

Отсутствие твердого внутреннего ядра на Марсе будет означать, что однажды жидкое внешнее ядро должно было иметь другой энергетический источник. Каким-то образом этот источник иссяк, и внешнее ядро затвердело, положив конец эффекту динамо. Однако их исследование также показало, что остывание планеты могло бы привести к отвердению ядра в будущем, поскольку либо богатые железом твердые вещества провалились бы в центр, либо сульфиды железа кристаллизовались бы в ядре.

Другими словами, ядро Марса однажды может стать твердым, нагревая внешнее ядро и расплавляя его. В сочетании с собственным вращением планеты, это будет вырабатывать эффект динамо, который однажды снова запустить магнитное поле планеты. Если это правда, то колонизация Марса и безопасное проживание на нем будет вопросов времени — нужно будет подождать, пока ядро кристаллизуется.

По-другому никак. В настоящее время радиация на поверхности Марса довольно опасна. Поэтому любые полеты на планету в будущем будут принимать во внимание радиационную защиту и контрмеры. И все, кто останется на Марсе надолго, должны будут либо закопаться глубже в землю, либо оградить себя от солнечных и космических лучей.

Но необходимость — мать изобретения, не так ли? И раз уж нам нужно начинать колонизировать другие миры, если мы хотим выжить как вид, нам придется прибегать к инновационным решениям.

Радиация на Марсе: насколько всё плохо?

Приложение
Hi-News.ru

Новости высоких технологий в приложении для iOS и Android.

27 комментариев

  1. Aldo

    Научиться создавать магнитное поле и терраформировать планеты весьма перспективное занятие. Вспоминаются фильмы где пришельцы пытались захавать/утилизировать всех человеков и уподобить нашу терру своему ужасному миру)) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  2. SithV

    ну европа же..! ну или титан... а еще можно заселиться в верхние слои атмосферы венеры... (отправлено из iOS приложения Hi-News.ru)

  3. Zarb

    Ну е-мае. Ведь обнаружили же карстовые пещеры на Марсе. Почему не построить колонию там? Несколько метров скальной породу надежно защитят от радиации., бонусом защита от токсичных перхлоратов на поверхности. Да как вариант, можно самим выдолбить в какой ни будь подходящей горе полость и оборудовать там базу.

    • Aldo

      Зачем? Только если ради ресурсов каких-то супер дорогих и важных. А так нет смысла в таком мероприятии. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

      • Zarb

        Ну как нет? Все хотят же колонию на марсе. Или хотя бы базу.

        • Aldo

          Хз зачем они её хотят. Мне кажется это был просто пиар ход от Маска, он приобрёл мировую известность, хотя еще в самом начале было всем понятно что никто никуда не полетит. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

        • FREP

          Мудрый ALDO прав. Рациональных, экономически обоснованных причин для колонизации Марса пока нет.

          • Xellys

            Что за растения в комментариях? Вам лишь бы было удобно, выгодно, комфортно. Причина одна - нас там не было, и мы не знаем, что нас там ждет. А между тем вы и ваши дети так и останетесь гнить на земле, подключенные к капсуле с туалетом и внутривенным питанием, чтобы меньше телодвижений делать, а то вдруг что случится, там ведь опасно, снаружи.

            • deaddreams

              находясь в зоне комфорта можно только деградировать...

              • FREP

                Растение, солнце моё XELLYS, у тебя в штанах. И пока не выросло, чтобы про детей рассуждать.

                Дабы отличаться от безмятежного пухового дятла, сидящего в одуванчиках, задумайся, на что будет похожа жизнь марсианских колонистов?
                Самая реалистичная аналогия – тюрьма общего режима: ограниченное пространство, скудный рацион, постоянная вонь, истошные болезни и полная невозможность получить помощь. Гнить заживо и сдохнуть в жутких корчах – вот, что ты желаешь колонистам.

                • Xellys

                  Я тебя уже с первого комментария понял. Великие мореплаватели находились в точно таких условиях, и что? Я ведь о том и говорю, что ты и тебе подобные это поколение нежных домашних животных, "рациональных" животных, поэтому вы всегда будете оставаться не у дел, а ваши мнения не будут восприняты всерьез. Там, где трудности, не ваша стихия.

                  • ibragimpasha81@mail.ru

                    Великие мореплаватели спокойно находились на воздухе, дышали и пили и ели все что хотели. Разница между марсианином и мореплавателем как пропость. Или там находится полезные ископаемые, за что и боятся и США и Китай и Россия. Или это пиар ход для отмывания денег . (отправлено из приложения Hi-News.ru)

                    • Surovyi

                      Просто делать по мелочам там нечего.Ещё подозреваю,что не доросли до масштабной колонизации .Написать можно,что угодно, а на деле при таких вариантах это не колонизаторы будут,а подопытные,причем с вполне предсказуемым исходом.Вообще очень много шума возле марса.Где эти супер технологии,которые вообще позволяют говорить о таком ближайшем будущем?Они ж даже скиапарелли уронили на марс.И это не единичный случай.Толком логистики между мкс и землёй нет.На мазуте :-) летают.Где там технологии?Фантазировать можно и нужно,но не бежать впереди поезда.Двигатели,источники энергии,гравитация поля не паханые.На марс они собрались.Теория,пока теория.:-) (отправлено из приложения Hi-News.ru)

          • BATOU

            К сожалению, вы правы... Мир алчен, и алчность оплачивает все веселья. Колонизация ради самого факта колонизации и углубленных научных исследований напрямую в "поле" не будет осеществлена, пока не появится экономическая приманка сего мероприятия... Хорошо хоть и так кое-какие ресурсы выделяются на исследования космоса. Да и проблем тут, на земле вполне хватает для ориентации финансов на их решение в первую очередь. Было бы у нас на планете все путем, глядишь, можно было бы и тратить все ресурсы на подобные колонизации. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  4. ya.legenda

    Радиоволнами , орбитальная солнечная ферма и магнетрон настроенный на найболее ефективную работу может не только ядро запустить но и всю планету спалить , или например растопить лед на полюсах . (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  5. 3DPascal

    Сегодня кстати самая сильная магнитная буря за 2016 год.

  6. dossvd

    Т.е. радиация на Марсе в 2 раза выше чем на МКС. И человек может единоразово пережить 25летнюю дозу без последствий. А да, еще не обязательно 24.7 на 7мь находится на поверхности. Мне одному кажется, что проблема раздута?

    • Aldo

      Данные о радиации какие-то странные в статье. Но факт в том, что даже не зная цифр можно сделать логичный вывод, что на Марсе в безопасности ты можешь сидеть только в бункере, даже если будет атмосфера. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  7. zar

    Ну нашли же способ сделать организм устойчивый. К радиации, писали месяц назад тут статью про это. Генная модификация и всё (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  8. kot...

    Они туда еще не долетели. А уже собираются сдвигать Марс с орбиты

  9. Palpy

    Луна должна быть первоий на колонизацию и близко и отл усл для экспериментов и строительста.
    А народ ведь и на Проксиму собирается - эт чтоб школьникам в 2097 веселее учбнк по истории читался

    • BATOU

      Солидарен в мнении что сперва нужна база на Луне. И как стартовая база отлично, и исследования самого спутника, да и исследование/опыты воздествия радиации на тело и приборы, тестирование средств защиты. Породу еще покопать можно, откопать то что окупит веселье дальнейшее... Луна однозначно. Как полигон. Тестовая зона. И трамплин. (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  10. fokas.pokas

    То что вчера было фантастикой, сегодня становится реальностью. То что фантастика сегодня, реальностью будет завтра.
    Мы как бы колонизацией планет ещё не занимались. Спросить не кого. Странно, что первые племена не в небоскребах жили. Будем на Марсе строить сначала "шалаши" (отправлено из приложения Hi-News.ru)

  11. snow1eopard

    "должны будут либо закопаться глубже в землю"
    а есть ли точные доказательства того что Марсианская почва останавливает радиацию?
    Ок, а как быть со скачками под 2000? По сути от этих скачкой земля уже не спасет, даже если она и защитит от 22, то защитит ли от 2000? А если гипервспышка? То сразу ппц там всем приснится. Я по этому всегда и говорил, что все это утопия, пока не будет 100% надежной защиты от радицации, а все эти - полетим колонизировать Марс, это бутафория, что бы народ хавал. Превышение в 22 раза радиации больше чем на Земле, это полная жесть, при том, что любой кто заходит на сайт Soho отлично знает, как марс подвергается солнечным бурям, по какой-то необъяснимой закономерности ему достается обычно больше чем Земле.
    Поэтому первые кто туда прилетит - проживет максимум 6-12 месяцев, до первой вспышки, если вспышки не будет, то года 2-3, максимум 5, но это только если на Солнце будет полный штиль, быстро построить там подземные жилища вряд ли предоставится возможным, а еще там есть какие-то бури, которые не хило там все сносят на своем пути. Но даже если там удастся благополучно закрепится, то Солнце сожжот всех кто будет под землей при первой же Солнечной буре, которая может продолжаться до 5-7 дней, т.е. все это время человек будет получаться дозы радиации не совместимые с жизнью. Я думаю, что пока не создадут какой-то плазменный щит, который можно будет включать в момент начала солнечной бури - все будет бесполезно.
    Да прилететь можно, да построить тоже, но люди будут умирать как мухи, не очень красивое сравнение, но очень точно отражает ситуацию.

Новый комментарий

Для отправки комментария вы должны авторизоваться или зарегистрироваться.