Выяснилось, когда людям лучше лететь на Марс
Выпускник аспирантуры «Сколтеха» Михаил Добындэ вместе с американскими и немецкими учеными обнаружили, что человеку безопаснее всего отправиться на Марс в середине 2030-х годов.
Результаты исследования опубликованы в журнале Space Weather, кратко о нем сообщается в пресс-релизе «Сколтеха».
С помощью моделирования авторы работы выяснили, что в указанный период, помимо сближения планет, произойдет наиболее благоприятная солнечная активность, которая снизит действие опасного излучения, проникающего в Солнечную систему из межзвездного пространства.
Космическая радиация — одна из наибольших угроз, с которыми может столкнуться будущий путешественник на Марс. Защититься от нее можно, усилив стенки космического корабля. Однако у этого метода есть недостатки: чем толще экран, тем больше масса пилотируемого аппарата и меньше шансов, что он когда-либо полетит (хотя бы просто по экономическим причинам).
Чтобы обойти эту проблему, Михаил Добындэ и его команда придумали не сопротивляться космической погоде, а, напротив, попытаться под нее подстроиться.
В течение всего полета к Марсу и обратно на Землю космический корабль подвергается воздействию космической радиации, не только проникающей из межзвездного пространства, но и выбрасываемой из солнечной короны. Известно, что солнечная активность меняется в соответствии с 11-летним циклом, в течение которого наступает пик, когда солнечная радиация достигает своего максимума.
Как это ни парадоксально звучит, но лететь на Марс во время пика солнечной активности — не такая уж и плохая идея. Все дело в том, что заряженные солнечные частицы, от которых достаточно просто экранировать корабль, дают полезный эффект: они способны ослаблять куда более опасное галактическое излучение.
Ученые смоделировали уровень радиации внутри космического корабля, используя в расчетах 28 типов опасных частиц межзвездного происхождения и десять типов частиц, выбрасываемых Солнцем во время солнечных вспышек. Все они представляют собой ионы — положительно заряженные атомы с оторванными электронами. Разница лишь в том, что из других галактик в Солнечную систему могут проникать потенциально более тяжелые и опасные частицы. О том, насколько зловредным может быть галактическое излучение, говорит тот факт, что сам корабль может стать радиоактивным в результате ядерной реакции, вызванной мощным столкновением частиц с атомами материала обшивки. С этой точки зрения солнечное излучение — скорее друг космонавта, чем враг.
«Нам удалось найти оптимальное сочетание уровня защиты космического корабля и периода запуска, при котором будет возможен максимально длительный полет. По нашим расчетам, лучшее время старта для пилотируемых экспедиций на Марс — период спада солнечной активности. При оптимальном уровне защиты с использованием алюминиевых экранов толщиной 10 см продолжительность полета может достигать четырех лет без превышения нормативов по радиационной безопасности. Следующий пик солнечной активности ожидается достаточно скоро, в 2025 году, так что покорителям Марса, по-видимому, придется дождаться середины 2030-х годов», — рассказывает Добындэ.
В настоящее время авторы продолжают исследования, уделяя основное внимание изучению эффективности различных экранирующих материалов и радиационной обстановки на Марсе и Луне.
В работе принимали участие специалисты Немецкого научного центра геофизических исследований GFZ, Потсдамского университета, Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе и Массачусетского технологического института.