如何保护宇航员在月球上不受太空辐射


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如何保护宇航员在月球上不受太空辐射

Credits: NASA

1972年8月,正如NASA科学家Ian Richardson所记得的那样,是炎炎夏日。他在英格兰萨里长大,田地是干燥的棕色,人们试图呆在室内:远离太阳,开着电视。但那个月的几天,他的电视画面一直断断续续。“不要调整设置,”他回忆起BBC的声明,“高温不会造成干扰,是因为太阳黑子(sunspots)。”

当年8月4日至7日破坏电视信号的太阳黑子同时也导致了巨大的太阳耀斑(solar flares),即来自太阳的强大能量爆发。在阿波罗16号和17号任务期间,月球探测器险些遇到太阳爆发。如果当时在轨道上或在月球表面,它们可能会经历由爆发引起的强烈辐射。今天,阿波罗时代的耀斑提醒人们,注意辐射对太空中技术和宇航员的威胁,了解并预测太阳爆发对太空探索的安全至关重要。

自1972年太阳风暴以来已有近50年的时间,NASA拥有的数据、技术、资源得到了改善,从而推动了空间天气预报和宇航员保护的发展,这是NASA Artemis计划(将宇航员送回月球)的关键。

太空辐射是宇航员安全登月的关键因素。NASA正在探索各种方法和技术以缓和太空旅行期间不同类型的辐射。
Credits: NASA’s Goddard Space Flight Center/Joy Ng

太空不是空的

如今,Richardson已是NASA戈达德太空飞行中心(位于马里兰州格林贝尔特)的科学家,他的研究方向正是太阳爆发产生的高能粒子。

除了耀斑之外,含有数十亿吨太阳物质的巨大的云偶尔会从太阳表面爆炸,称之为日冕物质抛射(coronal mass ejection)。越来越多的科学家认为,日冕物质抛射在驱动太阳最强大的辐射(太阳高能粒子,SEPs)中起主导作用。

太阳高能粒子几乎都是质子,运动速度很高,有些能在不到一个小时内到达1.5亿公里外的地球。“当一艘船高速驶过水面时,你可以看到船前方的波浪,”Richardson说,“同理,在快速日冕物质抛射前的冲击波加速了它们之前的粒子。”

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