Прогнозирование космической погоды нуждается в обновлении, чтобы защитить будущих астронавтов Артемиды

Важные новости

Прогнозирование космической погоды нуждается в обновлении для защиты будущих астронавтов Артемиды

Солнце может посылать выбросы энергетических частиц. Фото: НАСА/SDO

НАСА нацелилось на Луну, стремясь отправить астронавтов обратно на лунную поверхность к 2026 году и установить там долгосрочное присутствие к 2030-м годам. Но Луна не совсем подходящее место для жизни людей.

Космические лучи от далеких звезд и галактик, а также солнечные энергетические частицы от Солнца бомбардируют поверхность, и воздействие этих частиц может представлять опасность для здоровья человека.

Как галактические космические лучи, так и солнечные энергетические частицы высокоэффективны. энергетические частицы, которые движутся со скоростью, близкой к скорости света.

В то время как галактическое космическое излучение распространяется к Луне относительно устойчивым потоком, энергичные частицы могут приходить от Солнца большими вспышками. Эти частицы могут проникать в человеческую плоть и повышать риск развития рака.

Земля имеет магнитное поле, которое обеспечивает защиту от частиц высокой энергии из космоса. Но у Луны нет магнитного поля, поэтому ее поверхность уязвима для бомбардировки этими частицами.

Во время крупного выброса солнечных энергетических частиц доза радиации, которую астронавт получает внутри скафандра, может превышать 1000 раз. дозировка, которую получает кто-то на Земле. Это превысит рекомендуемый срок жизни космонавта в 10 раз.

Программа NASA Artemis, которая началась в 2017 году, направлена ​​на восстановление присутствия человека на Луне впервые с 1972 года. Мои коллеги и я в центре CLEAR Мичиганского университета, Центре прогнозирования полной ясности SEP, работаем над прогнозированием этих выбросов частиц с Солнца. Прогнозирование этих событий может помочь защитить будущих членов экипажа Artemis.

Выброс корональной массы, извергающийся из Солнца.

11-летний солнечный цикл

В 2024 году Луна столкнется с опасными уровнями радиации, поскольку Солнце приближается к максимальной точке своего 11-летнего солнечного цикла. Этот цикл управляется магнитным полем Солнца, общая сила которого резко меняется каждые 11 лет. Когда Солнце приближается к своей максимальной активности, каждый год может происходить до 20 крупных событий с солнечными энергетическими частицами.

Как солнечные вспышки, представляющие собой внезапные выбросы электромагнитного излучения Солнца, так и корональные выбросы массы, представляющие собой выбросы большого количества вещества и магнитных полей от Солнца, могут производить энергичные частицы.

Солнце ожидается, что солнечный максимум достигнет своего максимума в 2026 году — целевого времени запуска миссии «Артемида III», которая высадит экипаж астронавтов на поверхность Луны.

Хотя исследователи могут следить за солнечным циклом и предсказывать тенденции, трудно угадать, когда именно произойдет каждое событие солнечных энергетических частиц и насколько интенсивным будет каждое событие. Будущим астронавтам на Луне понадобится система предупреждения, которая более точно предскажет эти события до того, как они произойдут.

Прогнозирование солнечных событий

Прогнозирование космической погоды нуждается в обновлении, чтобы защитить будущих астронавтов Артемиды

Магнитное поле Солнца невероятно сложное и может меняться на протяжении солнечного цикла. Слева магнитное поле имеет два полюса и выглядит относительно просто, хотя справа, в более позднем солнечном цикле, магнитное поле изменилось. Когда магнитное поле Солнца выглядит так, как показано на рисунке справа, более распространены солнечные вспышки и корональные выбросы массы. Фото: Центр космических полетов имени Годдарда НАСА/Бриджмен, CC BY

В 2023 году НАСА профинансировало пятилетний центр передового опыта в области космической погоды под названием CLEAR, целью которого является прогнозирование вероятности и интенсивности событий, связанных с солнечными энергетическими частицами.

<р>Прямо сейчас синоптики Центра прогнозирования космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований, центра, который отслеживает солнечные события, не могут выдать предупреждение о приближающемся событии солнечных энергетических частиц, пока они фактически не обнаружат солнечную вспышку или выброс корональной массы. Они обнаруживают их, изучая солнечную атмосферу и измеряя рентгеновские лучи, исходящие от Солнца.

Как только синоптик обнаруживает солнечную вспышку или выброс корональной массы, частицы высокой энергии обычно достигают Земли менее чем за час. Но астронавтам на поверхности Луны потребуется больше времени, чтобы найти убежище. Моя команда в CLEAR хочет предсказать солнечные вспышки и выбросы корональной массы до того, как они произойдут.

Хотя ученые не до конца понимают, что вызывает эти солнечные события, они знают, что магнитное поле Солнца является одним из ключевых факторов. . В частности, они изучают силу и сложность магнитного поля в определенных регионах на поверхности Солнца.

В центре CLEAR мы будем контролировать магнитное поле Солнца, используя измерения как с земли, так и из космоса. телескопов на базе телескопов и создавать модели машинного обучения, которые предсказывают солнечные события – надеюсь, более чем за 24 часа до того, как они произойдут.

С помощью системы прогнозирования, разработанной в CLEAR, мы также надеемся предсказать, когда поток частиц снова упадет до нормального уровня. безопасный уровень. Таким образом, мы сможем сообщить астронавтам, когда можно будет безопасно покинуть укрытие и продолжить работу на поверхности Луны.

Предоставлено The Conversation

Новости сегодня

Последние новости