26 9 月, 2021

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火星被辐射轰击,但我们可能刚刚找到了一个天然庇护所

火星 辐射轰击。 没有保护性磁屏蔽和与地球一样厚的大气层,来自太空的辐射几乎可以畅通无阻地到达火星表面。 我们的机器可以在表面漫游并不受惩罚地遇到所有辐射。

但不是人类。 对于人类来说,所有这些辐射都是致命的危险。

任何潜在的人类探险家会如何处理? 好吧,他们需要庇护所。 他们要么必须随身携带它,要么以某种方式在那里建造它。

或者可能不是。 也许他们可以使用自然特征作为保护的一部分。

一项使用火星科学实验室 (MSL) 数据的新研究揭示了火星景观特征如何提供一些辐射保护。 具体来说,它展示了火星的山丘如何保护免受来自太空的高能粒子。

该研究题为火星表面辐射的方向性和上升反照率辐射的推导它发表于 地球物理研究快报. 第一作者为中国科学技术大学郭敬南。

当 MSL Curiosity 于 2012 年登陆火星时,它的有效载荷中携带了一种名为 辐射评估探测器 (拉德)。

RAD 正在为未来人类对火星的访问做准备。 它检测并测量火星上来自太阳和其他来源的有害辐射。 它还可以评估辐射对火星上可能存在的任何微生物生命构成的风险。 RAD 大约有一个烤面包机那么大,并且毫不起眼地安装在 Curiosity 的顶面上。

MSL 与 RAD 一起研究的领域之一是 Murray Buttes 地区。 Murray Buttes位于盖尔火山口的夏普山下部。 好奇心的存在主要是为了研究地质,尤其是砂岩特征和一种称为“交叉层”的地层。

但是当他在那里时,RAD 一直在收集数据。 这些数据显示表面辐射减少。

MSL Curiosity 在 Murray Buttes 地区的 Butte 附近停放了 13 个 sol。 她在那里主要进行表面科学和钻井作业。 但 RAD 也很活跃,让科学家们可以在一个地方读取 13 天的辐射数据。

RAD 数据显示,在比特附近,辐射剂量减少了约 5%。 研究团队还构建了一张天空视觉图,显示当漫游者靠近机器人时,19% 的天空被遮挡。

在保护未来的人类探险家免受辐射方面,这不是一个科学的想法,但它是重要的数据。

数据中有更多细微差别。 在驾车穿过墨累丘陵时,由于地形特征,好奇号无法一览无余的天空。 因此,该团队根据前几个月的平均值构建了天空全景图,与停车 13 天时收集的数据进行比较。

这些平均值中有一些粗略的估计,但他们必须这样做。

天空图以说明机器人对辐射暴露的影响。 (景南等,GRL,2021)

上图中的红色虚线代表这些估计值和平均值。

RAD 也发现了其他东西。 撞击火星上物体或人的辐射来自太空。 大多数撞击人或设备的辐射直接来自天空。

但是有些辐射是反照率辐射,这意味着它会从表面反射并从下方与物体碰撞。 RAD 对此有何发现?

事实证明,可以提供保护免受直接辐射的相同表面特征也可以增加反射辐射。 RAD 表明,脊可以增加这种反射的二次辐射。 这是理解火星辐射的复杂性之一。

火星上的辐射剂量不是恒定的,而是不稳定的。 日光层的变化会影响它,以及任何探险者可能接触到的天空角度。 更陡峭的角度意味着辐射必须穿过更多的大气层,这会改变表面暴露。

火星的轨道会改变它与太阳的距离,这也会影响表面辐射。 与高海拔地区相比,低海拔地区受到的辐射更少。 辐射不是一种均质现象:有质子、α 粒子、不同元素的离子、中子和伽马射线。

总体而言,这项研究有助于更全面地了解火星辐射环境。 在使用火星站点的资源方面已经考虑了很多。 避难所是火星探险者的基本需求,如果使用现有地形特征进行保护可以获得优势,这些特征将适合某处的任务概况。

已经有很多关于在熔岩管中设定规则的讨论,在那里人们将受到数米的火星风化层的保护。 但是宇航员不能把所有的时间都花在那里。 他们将不得不摆脱辐射。

任何涉及人类的火星任务都需要一层又一层的突发事件。 在发生某种紧急情况时,有必要将宇航员的辐射剂量保持在尽可能低的水平。

事实上,整个任务将被规划为将年度暴露量保持在限制范围内。 不难想象行星探险家在尝试处理设备故障或任何其他事故时会利用他们所能使用的任何放射性避难所。

详细的辐射图,将暴露在天空、地形和任何其他可以挽救生命的情况考虑在内。

这篇文章最初发表于 今天的宇宙. 阅读 来源文章.

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