Rekordus mušantis kosminio spinduliavimo intensyvumas ragina permąstyti tarpplanetinių misijų projektus  (1)

„2009 metais kosminio spinduliavimo intensyvumas taip išaugo, jog 19% viršijo dabartinius rekordus per visą 50 metų jų stebėjimo istoriją“, - pasakoja Richard Mewaldt. „Ir tai skatina iš naujo permąstyti visus tarpplanetinių kelionių projektus didesnį dėmesį skiriant įgulos bei visos įrangos apsaugai nuo kosminio spinduliavimo“.

Apie rekordinį kosminį spindulaivimo augimą mes jau rašėme. Šitaip išaugusio kosminio spinduliavimo priežastis labai paprasta – dabartinis Saulės aktyvumo minimumas, prasidėjęs dar 2007 metais ir vis dar besitęsiantis iki šiol. Tiesa, kai kurie požymiai kalba apie naujo ciklo pradžią, tačiau ar šie spėjimai tai pasitvirtins, paaiškės ateityje. Tuo tarpu kosminių spindulių kiekis, patekęs Į Saulės sistemos gilumą yra atvirkščiai proporcingas Saulės aktyvumui, tad sąlyginė ramybė gimtojoje žvaigždėje sukelia ištisą audrą jos apylinkėse.

„Mes stebime patį didžiausią Saulės aktyvumo minimumą praktiškai per visą praėjusį šimtmetį, tad nekeista, jog kosminių spindulių intensyvumas pasiekė tokias aukštumas“, - priduria Dean Pesnell.

Kosminiai spinduliai į mūsų jaukią Saulės sistemą patenka iš išorės. Tai nėra įprastiniai šviesos spinduliai – kosminius spindulius sudaro nenutrūkstamas elementarių dalelių srautas, dažniausiai protonų, tačiau šalia jų skrieja ir sunkesni atomų branduoliai, įgreitinti praktiškai iki šviesos greičio. Manoma, jog taip šias daleles įgreitina tolimi supernovų sprogimai. Susidūrę su Žemės atmosfera tokie spinduliai lėtėja, sukurdami ištisus srautus antrinių dalelių. Šie nauji srautai sukuria nemažai problemų į orbitą iškeltai elektronikai ir aišku, kelia rimtą pavojų astronautų sveikatai.

Natūrali ir labai efektyvi apsauga nuo kosminės spinduliuotės yra Saulės magnetinis laukas. Kadangi pagrindinis spindulių srautas susidaro iš elektros krūvį turinčių dalelių, magnetinis laukas dar pačioje Saulės sistemos pradžioje atstumia tokius spindulius. Šis Saulės magnetinis laukas dar vadinamas magnetosfera, tęsiasi toli už Plutono orbitos ir sukuria savotišką apsauginį „kokoną“, kurį mokslininkai vadina heliosfera.

Apsauginio magnetinio lauko energijos šaltinis – Saulės „vidinė dinama“, kurią sudaro kolosalūs įkaitintos plazmos srovės žvaigždės viduje. Tiesa, šis laukas kuriamas aplink pačia Saulę, tačiau jos natūralus vėjas (tai tų pačių elektringųjų dalelių (protonų, elektronų, alfa dalelių išskyrus sunkiuosius atomų branduolius) plazmos srautas) sugeba magnetinį lauką išplėsti toli į pačius sistemos pakraščius. Vadinasi jau prie pat Saulės sistemų prieigų kosminiai spinduliai yra stabdomi, ir kuo giliau jie įsiskverbia, tuo stipresnė yra stabdymo jėga.

Tačiau Saulei pasiekus mažo aktyvumo būseną ši natūrali apsauga silpsta ir į vidinę Saulės sistemos dalį patenka vis didesnis kosmoso spindulių kiekis. Tai ypač pastebima šiuo metu, o išaugusį spinduliavimą nulemia trys priežastys.

  • Pirma – labai nusilpęs Saulės magnetosferos magnetinis laukas – dabartinis jo stiprumas siekia 4 nT (nano teslos), o nominalus turėtų būti 6-8 nT.
  • Antra – labai sumažėjęs Saulės vėjo intensyvumas. Bendras jo slėgis yra mažiausias per pastaruosius 50 metų. Tai reiškia, jog apsauginis magnetosferos „kokonas“ yra gerokai sumažėjęs ir kosmoso dalelės imamoms stabdyti kur kas arčiau nei iki šiol.
  • Trečioji priežastis – labai susitraukusios heliosferos srovės linijos. Įsivaizduokite, jog mūsų gimtoji Saulė yra baleto šokėja su labai jau didele ir pūsta suknele, užimančią visą Saulės sistemos erdvę. Na, o jos suknelės klostėmis teka srovė. Nors palyginimas sąlyginis, tačiau heliosferos išoriniu sluoksniu iš tikro teka tokios srovės, nubrėždamos ribą tarp teigiamo ir neigiamo Saulės magnetinio lauko poliarumo. Kosminiai spinduliai patekę į magnetinio lauko veikimo ribą ima skrieti išilgai šių „klosčių“, todėl visą sistemą apskrieja jos išorine riba. Na, o dabar ir šis sluoksnis gerokai susispaudęs, todėl kosminių dalelių trajektorija link sistemos centro yra kur kas tiesesnė. Mokslininkai mano, jog jeigu heliosferos srovės tekėjimo „kolstės“ ir toliau spausis, kosminių spindulių intensyvumo rekordas gali padidėti iki 30%.

Kadangi tokios publikacijos dažnai pasėja įvairaus nerimo, skubame visus nuraminti – Žemei kosminiai spinduliai pavojaus nekelia. Tanki atmosfera ir pačios Žemės magnetinis laukas sukuria puikią apsaugą nuo šių spindulių. Tuo labiau, jog detalūs Antarktidos ledo tyrimai parodė, jog senovėje kosminių spindulių srautas, patekdavęs į Žemę buvo kur kas didesnis, nei dabar prognozuojami maksimumai. Šie tyrimai atskleidžia, jog Žemė susidurdavo su tokiu spinduliavimo intensyvumu, kuris viršija dabartini 2-3 kartus. Tačiau toks spinduliavimas kelia pavojų astronautams ir ypač planuojamoms tolimosios kosminėms misijoms.

Mes jau rašėme apie kosminio spinduliavimo pavojų tolimųjų skrydžių atveju. Nors Žemėje mus apsaugo planetos atmosfera ir magnetinis laukas, kuris suteikia šiokią tokią apsaugą ir Tarptautinėje kosminėje stotyje dirbantiems astronautams, apsaugos nelieka įskridus į atvirą kosmosą. Tiesa, kelionės į Mėnulį neužtrunka ilgai, o ir jis pats blokuoja pusę atskriejančių kosminių spindulių, tačiau į ilgą kelionę atvirame kosmose išsiruošusi įgula tokios apsaugos neturėtų.

Nuo Saulės radiacijos gali apsaugoti palyginti lengvi aliuminio ar plastiko skydai, tačiau kosminiai spinduliai iš galaktikos turi daugiau energijos bei sunkesnių dalelių, todėl skydai turėtų būti daug storesni ir sunkesni, taigi - nepraktiški.

Aut. teisės: www.technologijos.lt

(0)
(0)
(0)

Komentarai (1)