Прогулка по Луне не такая уж и безопасная: на ней радиации в 200 раз больше, чем на Земле

Ведущие космические агентства продолжают разработку планов отправки пилотируемых миссий на Луну, а в дальнейшем – и организации постоянных баз на поверхности естественного спутника нашей планеты. Однако пребывание человека на Луне сопряжено с высоким риском, главным источником которого является высокий уровень ионизирующего излучения. Оценке опасности, которой подвергнутся участники будущих лунных миссий, посвящено новое исследование группы ученых из Китая и Германии.

Радиационные угрозы Луны

В отличие от Земли, Луна практически лишена глобального магнитного поля и атмосферы, и поверхность ее открыта для воздействия космической радиации. Для того чтобы максимально эффективно защитить людей, прежде всего необходимо как можно точнее установить состав и мощность этого излучения.

Оно происходит из двух основных источников, приносящих потоки высокоэнергетических заряженных частиц, среди которых преобладают протоны, но присутствуют также ионы гелия и более тяжелых элементов. Первый источник – это галактические космические лучи, формирующие достаточно постоянный радиационный фон.

Другим важнейшим источником радиации является солнечная активность, которую отличает заметное непостоянство. Всплески этой активности – так называемые протонные штормы, порождаемые солнечными вспышками и корональными выбросами массы – сопровождаются резким повышением интенсивности потока радиации.

Солнечные протонные штормы опасны тем, что могут привести к лучевому поражению в результате всего одного события. Однако и воздействие галактического фона при длительной экспозиции чревато развитием онкологических заболеваний, катаракты или поражений центральной нервной системы.

На поверхности Луны люди столкнутся еще с одной угрозой – вторичной радиоактивностью лунных пород, вызванной космическим облучением. В этом случае главным источником опасности станут свободные нейтроны и – при высокой интенсивности – гамма-лучи.

«Лунная богиня» включает дозиметр

Измерением радиации на поверхности Луны занимались астронавты миссии «Аполлон». Советские автоматические аппараты серии «Луноход» также были оборудованы дозиметрами. Однако до последнего времени наука не располагала точными данными о мощности дозы излучения на Луне, то есть о том, как возрастает эффект, вызванный облучением, в зависимости от времени.

В новой работе китайские и немецкие исследователи опирались на данные, полученные в рамках осуществляемой КНР миссии «Чанъэ-4», предусматривающей измерения со стационарного посадочного модуля и мобильного аппарата-лунохода на обратной стороне Луны. Программа «Чанъэ», нацеленная на комплексное изучение нашего естественного спутника и прилегающего к нему космического пространства, получила свое название в честь древней китайской богини Луны.

Важной часть работы миссии стал «Нейтронный и дозиметрический эксперимент лунного модуля» (Lunar Lander Neutrons and Dosimetry – LND), проведенный в начале 2019 года. В течение лунного дня прибор, состоящий из десяти двухсегментных кремниевых твердотельных детекторов, получил картину распределения поглощенной дозы (то есть количества энергии на килограмм массы) по времени. Затем на основе этих данных была рассчитана мощность эквивалентной (биологической) дозы от воздействия разных видов излучения.

Вперед, в пещеры?

Суммарный результат расчетов составил около 60 микрозиверт в час, что соответствует приблизительно 6 миллирентгенам в час. Средняя суточная мощность эквивалентной дозы оказалась равна 1369 микрозиверт, или 0,137 рентген в сутки. Это очень серьезная величина, в 2,6 раза превышающая уровень радиации, воздействующей на экипажи МКС. Во время длительного трансокеанского авиарейса человек подвергается действию дозы излучения в 5–10 раз меньшей мощности, а на поверхности Земли получает приблизительно в 200 раз меньшую биологическую дозу за соответствующую единицу времени.

Авторы работы отмечают, что в течение всего периода замеров уровня радиации не произошло ни одного протонного шторма. Подобный всплеск неминуемо увеличил бы на короткое время мощность угрожающей человеку радиационной дозы.

Наибольшую долю в опасное излучение вносят потоки заряженных частиц. Ученые полагают, что наилучшую защиту от них обеспечат жилые сооружения, укрытые под слоем лунного грунта, поглощающего космическую радиацию. Подходящими местами для постройки жилых комплексов могли бы стать лавовые трубки – обширные полости, оставленные в лунной коре древними вулканическими процессами.

Минус подобного варианта заключается во вторичной активности лунных пород, приобретаемой под действием космического излучения. Однако авторы указывают, что ее наиболее опасный компонент – нейтронная радиоактивность – вносит, по данным «Чанъэ-4», минимальный вклад в мощность угрожающей жизни и здоровью людей эквивалентной дозы.

Безусловно, полученные результаты, крайне важные при планировании грядущих экспедиций, еще ожидает неоднократное уточнение. Оно будет достигнуто в ходе дальнейших исследований лунной поверхности с помощью автоматических станций.

Нашли нарушение? Пожаловаться на содержание

А вы мечтали когда-нибудь побывать на Луне?
Комментарии 0
Подписаться
Я хочу получать
Правила публикации
Редактирование комментария возможно в течении пяти минут после его создания, либо до момента появления ответа на данный комментарий.