Вчені з’ясували, коли краще планувати пілотовані польоти на Марс
Випускник аспірантури Сколтеха Михайло Добинде і його колеги з США і Німеччини встановили, що пілотовані польоти на Марс краще планувати на середину 2030-х років.
Згідно з результатами моделювання, виконаного вченими, в цей період очікується не тільки вдале взаємне розташування планет, але і сприятлива сонячна активність, яка нейтралізує дію небезпечного випромінювання, що проникає в Сонячну систему з міжзоряного простору.
Результати дослідження опубліковані в журналі Space Weather.
В останні роки у світі спостерігається пожвавлення інтересу до пілотованих польотів з боку як національних космічних агентств, так і приватних компаній, які розглядають місяць і Марс в якості найбільш привабливих напрямків на найближчі десятиліття. І, хоча потік новин про суперництво між Virgin Galactic, Blue Origin і SpaceX може наштовхнути на думку, що оптимальна дата пуску — рання, насправді на доцільність того чи іншого космічного польоту може сильно впливати космічна погода.
Серйозну загрозу в будь-якому тривалому космічному польоті представляє шкідлива для здоров’я космонавтів космічна радіація. При цьому екранувати корабель від зовнішніх впливів можна лише в розумних межах, інакше маса зорельота збільшиться настільки, що його запуск стане економічно неможливим. Щоб розв’язувати цю проблему, Михайло Добинде і його колеги запропонували не боротися з космічною погодою, а, навпаки, спробувати підлаштуватися під неї.
Протягом усього польоту до Марса і назад на Землю космічний корабель піддається впливу космічної радіації, не тільки проникаючої з міжзоряного простору, але й тої, що викидається з сонячної корони. Відомо, що сонячна активність змінюється відповідно до одинадцятирічного циклу, протягом якого настає пік, коли сонячна радіація досягає свого максимуму.
Як це не парадоксально звучить, але летіти на Марс під час піку сонячної активності — не така вже й погана ідея. Вся річ у тому, що заряджені сонячні частинки, від яких досить просто екранувати корабель, дають корисний ефект: вони здатні послаблювати куди більш небезпечне галактичне випромінювання.
Вчені змоделювали рівень радіації всередині космічного корабля, використовуючи в розрахунках 28 типів небезпечних частинок міжзоряного походження і 10 типів частинок, що викидаються Сонцем під час сонячних спалахів. Всі вони являють собою іони — позитивно заряджені атоми з відірваними електронами. Різниця лише в тому, що з інших галактик в Сонячну систему можуть проникати потенційно важчі й небезпечні частинки. Про те, наскільки шкідливим може бути галактичне випромінювання, говорить той факт, що сам корабель може стати радіоактивним в результаті ядерної реакції, викликаної потужним зіткненням частинок з атомами матеріалу обшивки. З цієї точки зору сонячне випромінювання — швидше друг космонавта, ніж ворог.
“Нам вдалося знайти оптимальне поєднання рівня захисту космічного корабля і періоду запуску, при якому буде можливий максимально тривалий політ. За нашими розрахунками, найкращий час старту для пілотованих експедицій на Марс — період спаду сонячної активності. При оптимальному рівні захисту з використанням алюмінієвих екранів товщиною 10 сантиметрів тривалість польоту може досягати чотирьох років без перевищення нормативів з радіаційної безпеки. Наступний пік сонячної активності очікується досить скоро, у 2025 році, так що підкорювачам Марса, мабуть, доведеться дочекатися середини 2030-х років», – розповідає перший автор дослідження Михайло Добинде.
Зараз автори продовжують дослідження, приділяючи основну увагу вивченню ефективності різних екрануючих матеріалів і радіаційного середовища на Марсі й Місяці. У роботі брали участь фахівці німецького наукового центру геофізичних досліджень GFZ, Потсдамського університету, Каліфорнійського університету в Лос-Анджелесі й Массачусетського технологічного інституту.
