放射線のせいで火星探査は4年に制限される可能性

SYFY の『The Ark』 (Peacock でストリーミング中!) では、人間の探検家の乗組員が地球から 4.2 光年離れたプロキシマ ケンタウリ b までの長旅に耐えなければなりません。 信じられないほどの距離があるため、その規模の旅に乗り出すことはほとんど不可能に思えます。 プロキシマ・ケンタウリは隣のスターですが、私たちの最速のマシンがそこに到達するまでには何千年もかかります。 私たち自身の太陽系内の興味深い地点への旅であっても、何年にもわたるミッションが必要になります。

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たとえば、火星への有人飛行には往復約 2 年かかります。 地球と火星がその軌道に沿って移動する方法のため、より高速な宇宙船を作らない限り、そのミッションの時間を短縮することは困難です。 ある観点からすれば、火星探検家を長期滞在させる方が合理的かもしれない。 2 年間の旅行期間を考えると、手間をかける価値のある滞在をしたいと思うでしょう。 しかし、新しい研究は、宇宙放射線のリスクを最小限に抑えるために、火星へのミッションは4年を超えてはならず、特定の時期にのみ打ち上げるべきであることを示唆しています。

人々を別の惑星に移住させるには、多くの課題があります。 彼らを生き生きと元気にそこに連れて行くのは簡単な仕事ではなく、それはほんの始まりにすぎません。 火星に着陸すると、悪天候からの避難所、呼吸するための空気、食べる食べ物、飲む水が必要になりますが、それらはすべて現地で生産するか、自宅から持ち込む必要があります。 世界中の科学者が有人火星探査に先立ち、こうした問題の解決に取り組んでいるが、比較的安全な地球から離れる人は、宇宙からの致死性の放射線とも闘わなければならない。

写真：Elen11 / ゲッティイメージズ

地球上にいるとき、あなたは惑星そのものによって直接宇宙放射線から守られています。 宇宙の一方からあなたに向かって来るものはすべて、あなたに衝突する前に地球に衝突します。 また、あなたは、目に見えないほど、一種の力場として機能する地球の磁場によって保護されており、宇宙エネルギーの爆発からあなたを守ります。 地球低軌道にいる宇宙飛行士も同じ保護の恩恵を受けます。 地表から 400 マイル上空であっても、地球を背にして惑星の磁場に囲まれていますが、地球の磁気圏を離れると、太陽エネルギー粒子 (SEP) と銀河宇宙線の全力にさらされることになります。 (GCR)。

学術誌スペースウェザーに掲載された研究によると、少なくとも太陽系の境界内では、両方の種類の宇宙放射線の強度は主に太陽活動によって引き起こされます。 太陽が 11 年の太陽周期を移動するにつれて、各種類の量に対応する干満が存在します。 太陽が太陽極大期にあるとき、SEP は増加し、GCR は減少します。 GCR の低下は、最大時の太陽自体からの追加の磁気シールドの結果です。 太陽が極小期にあるときは、その逆が当てはまります。

研究者たちはシミュレーションを実行し、火星へのロードトリップのために地球を離れる最も安全な時期の数値を計算しました。 彼らは、太陽が最も活発になる太陽極大時またはその近くの打ち上げ日を推奨しています。 これにより、宇宙飛行士は宇宙線から最大限の自然保護を受けることができます。 最適なシールドがあれば、地球の磁気圏の保護に戻るまでに 4 年間のミッションを安全に遂行できると彼らは計算しています。

直感に反しますが、シールドを追加してもミッション時間は必ずしも延長されるわけではなく、実際、宇宙船や建物内で宇宙飛行士が受ける線量が増加する可能性があります。 これは、高エネルギーの GCR とシールド自体の間の相互作用によって生成される二次放射線によるものです。 重要なのは、この研究では一般的に使用されているアルミニウムシールドのみを対象としたことです。 既存および新興の複合材料は、シールドの向上と飛行時間の延長を実現する可能性があります。

星系から完全に抜け出して別の星へ向かうことは、まったく別の種類の問題です。 おそらくそれが、アーク・ワンの乗組員があれほどひどい目に遭っている理由だろう。 「Catch The Ark」はピーコックでストリーミング中！