Ученые назвали лучшее время для пилотируемой миссии на Марс

Период максимальной солнечной активности может оказаться наиболее безопасным временем для отправки пилотируемой миссии на Марс. К такому выводу пришли исследователи, изучающие влияние космического излучения на организм человека.

Как сообщили в Европейском космическом агентстве, результаты исследования получили название «радиационный парадокс». Частицы, выбрасываемые Солнцем во время высокой активности, частично вытесняют более опасное высокоэнергетическое излучение, поступающее из-за пределов Солнечной системы.

Ранее космические миссии старались планировать в периоды низкой солнечной активности, чтобы снизить воздействие радиации от солнечных вспышек. Однако во время длительных полетов к Луне или Марсу астронавты сталкиваются и с другим источником угрозы — космическими лучами, возникающими, например, после взрывов сверхновых за пределами Солнечной системы.

Во время солнечных бурь экипажи могут укрыться в дополнительно защищенных отсеках космического корабля или на борту Международной космической станции. При этом от ионизирующего излучения дальнего космоса защититься гораздо сложнее. Его частицы движутся со скоростью, близкой к скорости света, способны проходить через экраны корабля и ткани человеческого организма, вызывая повреждения клеток и повышая риск рака, катаракты и других заболеваний. Исследование, опубликованное 9 марта в журнале Space Weather, показало, что в период усиления солнечной активности уровень такого излучения заметно снижается.

Активность Солнца меняется циклически примерно раз в 11 лет. В этот период магнитные полюса звезды меняются местами, после чего наступает фаза максимума. Затем активность постепенно падает до минимума на 6–7 лет и вновь начинает расти в течение следующих 3–5 лет.

По данным Центральной лаборатории радиологической защиты, средняя годовая доза радиации в космосе достигает 400–700 миллизивертов. Миллизиверт — минимальная доза, способная повредить ткани организма. Для сравнения, досмотр в аэропорту дает около 0,00007 мЗв, рентген грудной клетки — 0,14 мЗв, а средняя годовая доза природного излучения для жителя Польши составляет 2,46 мЗв.

Установленный Европейским космическим агентством предел облучения за всю карьеру астронавта составляет 1000 мЗв. Предыдущие исследования показывали, что один полет на Марс и обратно во время минимума солнечной активности может приблизиться к этому пределу.

Авторы новой работы ученые из Китайского университета науки и технологий, Кёльнского университета и Мичиганского университета под руководством физика Чао Чжан. Они отмечают, что оценка воздействия космического излучения необходима для планирования длительных экспедиций, включая миссии на Марс. Для анализа использовались данные орбитального аппарата ExoMars Trace Gas Orbiter, работающего на орбите Марса, а также телескопа Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation на борту аппарата Lunar Reconnaissance Orbiter.

Исследователи рассчитали дозы радиации для астронавтов при разных сценариях полета. Рассматривались три траектории: самая энергоэффективная, но самая длинная, наиболее короткая, требующая больших энергозатрат и промежуточный вариант. Во всех случаях вблизи солнечного максимума уровень ионизирующего излучения значительно снижался. Самый быстрый маршрут при максимальной солнечной активности уменьшал радиационное воздействие на 55% по сравнению с аналогичной траекторией во время минимума. Для самого длинного маршрута разница составила около 45%.

Польская исследовательница Анна Фогтман из группы космической медицины Европейского космического агентства отметила, что защита астронавтов остается ключевой задачей агентства. По ее словам, результаты помогут выбирать оптимальные стартовые окна и траектории для будущих экспедиций. Это позволит определить, когда потребуется усиленная защита и новые подходы к организации миссий, чтобы сделать полеты на Марс более безопасными.