Kā kosmosa laikapstākļi varētu sagraut NASA atgriešanos uz Mēness

NASA/Godāra kosmosa lidojumu centrs

Vai NASA patiešām grasās atgriezt cilvēkus uz Mēness 2024. gadā? Tas bija arvien mazāk ticams mandāts, ko aģentūrai piešķīrusi Trampa administrācija . Prezidents Baidens vēl nav mainījis šo mērķi, lai gan vairums ekspertu sagaida, ka viņš NASA nodrošinās tik ļoti nepieciešamo elpceļu un atiestatīt šo termiņu vēlākam desmitgades laikam .

Problēma ir tāda, ka 2024. gads patiesībā varētu būt drošāks risinājums. Jauns pētījums publicēts žurnālā Solar Physics liecina, ka desmitgades otrajā pusē ir paaugstināts kosmosa laikapstākļu — radiācijas vētru un superlādētu saules daļiņu — risks. Tas radītu lielāku apdraudējumu jebkurai apkalpes misijai uz Mēnesi laika posmā no 2026. līdz 2029. gadam. Ja NASA nopietni vēlas atgriezties uz Mēness un vēlas nodrošināt astronautus pēc iespējas drošībā, var būt saprātīgi paātrināt centienus, lai nodrošinātu, ka tas notiek pirms 2026. gads — vai pagaidiet, līdz desmitgade būs beigusies.

Kosmosa laikapstākļi noteikti netika ņemti vērā kosmosa laikmeta sākumā, taču tas tiek uztverts arvien nopietnāk gan attiecībā uz ietekmi uz sauszemi, gan kosmosa izpēti, saka Metjū Ouens, kosmosa fiziķis no Redingas universitātes Apvienotajā Karalistē un vadošais. jaunā pētījuma autore. Pētījuma mērķis bija aplūkot ekstrēmus kosmosa laikapstākļus kopumā, nevis konkrēti saistībā ar Mēness izpēti. Tikai apkopojot dažādus atklājumus, lai mēģinātu prognozēt ekstrēmu kosmosa laikapstākļu iespējamību nākamajā 11 gadu ciklā, kļuva acīmredzama ietekme uz Mēness izpēti.

Jā, kosmosā ir laikapstākļi. Saules virsma izplūst ar gāzi un plazmu, izspiežot lādētas daļiņas (protonus, elektronus un smagos jonus) pārējā Saules sistēmas daļā ar miljoniem jūdžu stundā. Šīs daļiņas var sasniegt Zemi un Mēnesi tikai dažu minūšu laikā. Zemes magnētiskais lauks mūs no tiem pasargā, bet daļiņas joprojām var apcep elektroniku un elektrotīklus uz virsmas un sabojāt kritiskos satelītus, kas pārvalda GPS un telekomunikāciju pakalpojumus.

Kosmosa laikapstākļi var būt ārkārtīgi bīstami visiem astronautiem, kas lido uz Mēnesi vai mēģina dzīvot un strādāt Mēness priekšpostenī uz virsmas. Dzīvības uzturēšanas sistēmas un jauda var tikt pārtraukta, un saules aktivitāte var radīt dzīvībai bīstamu starojuma līmeni. Starp Apollo 16 un 17, saka Ouens, notika milzīgs laikapstākļu notikums kosmosā visdrīzāk būtu bijis letāls ja astronauti tajā laikā būtu bijuši uz Mēness.

Ik pēc 11 gadiem saules magnētiskais lauks apgriežas — ziemeļu un dienvidu pols apmainās ar vietām, un saules aktivitāte pieaug un samazinās. Jūs varētu domāt, ka ir prātīgāk palaist Saules minimuma laikā, taču tas ne vienmēr ir noticis, jo zemi Saules aktivitātes punkti parasti nozīmē, ka galaktikas kosmiskie stari (kosmosa starojums, kas nāk no ārpus Saules sistēmas) ir vairāk pakļauti.

Saistīts stāsts

Ķīnas raķete ir droši nolaidusies okeānā Valsts neapdomīgā rīcība ar Long March 5B pamatpastiprinātāju beidzās droši, taču sastādīja pasauli uz priekšu.

Turklāt kosmosa laikapstākļi, ko esam spējuši prognozēt laika gaitā, ir saistīti ar viegliem un vidēji smagiem notikumiem, kas nerada tik lielu risku apkalpes misijām. Taču ekstrēmas saules vētras — tādas, kas patiešām varētu izpostīt misiju uz Mēnesi — notiek nejauši. daudzi, kā bēdīgi slavenais 1859. gada Keringtonas notikums , radās šķietami zemas Saules aktivitātes laikā. Un šie ekstrēmi notikumi ir ļoti reti, tāpēc tos ir grūti izpētīt.

Lai veicinātu pieejamo mazo datu analīzi, Ouens un viņa komanda izstrādāja ekstrēmu kosmosa laikapstākļu varbūtības modeļus, pamatojoties uz 150 gadu Saules aktivitātes ierakstiem. Šie modeļi simulēja dažādas ārkārtēju vētru frekvences — vienā tās notika nejauši, citā palielināja iespējamību pie saules maksimumiem utt.

Pēc tūkstošiem simulāciju pētniekiem bija pietiekami daudz datu, lai noteiktu, kādi scenāriji vislabāk atbilst tam, ko mēs šobrīd zinām par saules darbību. Viņi uzzināja, ka ekstrēmi kosmosa laikapstākļi atbilst tādam pašam vispārējam modelim kā mēreni laikapstākļi: Saules maksimuma laikā aktivitāte ir augstāka par minimumu, un smagi notikumi ir biežāk sastopami spēcīgāku saules ciklu laikā nekā vājāki.

Un bija arī viens ļoti interesants tīrradnis, kas ir unikāls ekstrēmiem notikumiem: tie mēdz notikt nedaudz vēlāk nepāra skaitļu saules ciklos nekā pāra ciklos.

Mēs tikko sākām saules ciklu 25 2019. gada decembrī. Paredzams, ka saules maksimums notiks 2023.–2029. gadā, tāpēc tam vajadzētu iezīmēt visnelabvēlīgāko laiku kosmosa laikapstākļiem. Bet, tā kā šis ir nepāra cikls, ekstrēmu kosmosa laikapstākļu iespējamība ir vislielākā šī loga beigās, piemēram, 2026.–2029. gadā, saka Ouens.

Autori saka, ka paaugstināts risks šajā periodā padara lidojumus uz Mēnesi nedrošus. Mēs neparedzam atsevišķu notikumu laiku, saka Ouens. Tāpēc labākais padoms, ko varam sniegt, ir par varbūtību saskarties ar kādu ekstrēmu notikumu. Ja palaišana ir jāatliek līdz 2026. gadam, varētu būt vēlams to atlikt vēl vairāk, līdz 2030. gadam. Pretējā gadījumā misijas plānotājiem ir jānodrošina, lai kosmosa kuģim būtu pareizā aparatūra, lai aizsargātu astronautus no ārkārtējiem notikumiem.

Galu galā nav tā, it kā mēs varētu laicīgi atgriezt astronautus no Mēness, tiklīdz zinām, ka ir gaidāma slikta saules vētra. Pašlaik mūsu labākās brīdinājuma sistēmas par laikapstākļiem kosmosā sniedz mums informāciju par a no dažām stundām līdz dažām dienām — un šīs prognozes ir vēl sliktākas, lai prognozētu katastrofālas vētras.

Kolorādo Bolderas universitātes kosmosa fizikas pētnieks Dens Beikers, kurš nebija iesaistīts pētījumā, uzskata, ka atklājumi ir labi, uzsverot, ka šādi pētījumi ir jāuztver nopietni un jāiekļauj [misijas] plānošanā. Taču viņš nav pilnībā pārliecināts, ka šīs izmeklēšanas statistiskais darbs būtu jāpieņem kā ieteikums jebkuras Mēness misijas attīrīšanai no 2026. līdz 2029. gadam.

Viņš saka, ka saules vētras notikumi un saules enerģētiskās daļiņas ir ļoti reāls risks astronautiem ārpus Zemes magnetosfēras aizsargājošā apvalka. Tomēr es domāju, ka var veikt apdomīgus pasākumus, lai pasargātos no tik bargu kosmosa laikapstākļu sekām. Ar aktīvu un efektīvu kosmosa laikapstākļu brīdināšanas un brīdināšanas sistēmu es uzskatu, ka draudus var padarīt pārvaldāmus. Riski varētu būt pieļaujami, ja pastāvētu, piemēram, agrīnās brīdināšanas kosmosa laikapstākļu sistēma, kas 24 stundas diennaktī novērotu visu sauli, un kosmosa kuģa vai Mēness priekšposteņa modulis, kas varētu īpaši aizsargāt astronautus no šādiem notikumiem.

Lai gan ārkārtējs notikums var būt rets, tas var nozīmēt atšķirību starp dzīvību un nāvi misijā uz Mēness. Tas, vai NASA un citi vēlas uzņemties šo risku, vēl ir redzams.

paslēpties