熔岩管、洞穴或地下住宅能否成為未來火星宇航員的避風港？ 美國宇航局好奇號探測器團隊的科學家們正在幫助使用輻射評估探測器 (RAD) 調查類似的問題。
與地球不同，火星沒有磁場來保護它免受高能粒子飛過太空。 這種輻射會對人類健康造成嚴重危害，並嚴重破壞火星宇航員所依賴的生命支持系統。
根據來自 RAD 好奇號的數據，研究人員發現，在火星上使用岩石和沈積物等天然材料可以為這種無處不在的宇宙輻射提供一些保護。 在今年夏天發表在 JGR Planets 上的一篇論文中，他們詳細介紹了好奇號是如何在 9 年 21 月 2016 日至 日期間停在一個名為 Murray Buttes 的地方的懸崖附近的。
在那裡，RAD 記錄的總輻射減少了 4%。 更重要的是，該設備發現中性粒子排放減少了 7,5%，包括中子，這些粒子可以穿透岩石，對人體健康特別有害。 這些數字在統計上足夠高，表明這是由於好奇號位於懸崖底部，而不是背景輻射的通常變化。 研究人員現在正在尋找 RAD 可以復制此類測量的其他地方。
美國宇航局在火星上的太空氣象前哨
RAD 測量的大部分輻射來自銀河宇宙射線——由爆炸的恆星噴射並散佈在整個宇宙中的粒子。 這會產生“輻射背景”的地毯，可能對人體健康構成威脅。 零星的強烈輻射以太陽風暴的形式來自太陽，將強大的電離氣體弧噴射到行星際空間。
“這些結構在太空中彎曲，有時會形成比地球更大的複雜牛角形磁管，產生可以有效激發粒子的衝擊波，”該研究的負責人 Jinnan Guo 說，該研究於 月發表在《天文學和天體物理學評論》上，其中分析九年的 RAD 數據。
“宇宙射線、太陽輻射、太陽風暴都是太空天氣的組成部分，RAD實際上是火星表面太空天氣的一個前哨，”RAD儀器首席研究員、西南研究所的Don Hassler說。
太陽風暴的發生頻率基於 11 年的周期而變化，其中一些週期的風暴比其他週期更頻繁、更強大。 具有諷刺意味的是，太陽活動最大的時期可能被證明是未來宇航員在火星上最安全的時期：與太陽活動較低的時期相比，太陽活動的增加可以保護紅色星球免受宇宙射線的影響 30-50%。
“這是一種妥協，”郭說。 “這些高強度時期減少了一種輻射源：火星周圍無處不在的高能宇宙射線背景輻射。 但與此同時，宇航員將不得不應對來自太陽風暴的間歇性、更強烈的輻射。”
RAD 觀測是發展預測和測量空間天氣、太陽對地球和其他太陽系天體的影響能力的關鍵。 隨著 NASA 計劃可能的人類飛往火星的飛行，RAD 充當了前哨和太陽物理系統天文台的一部分——這是一個研究太陽及其對太空影響的 27 個任務的艦隊——其研究支持我們對太空的理解和探索。
迄今為止，RAD 已經測量了十多次太陽風暴（2012 年火星飛越期間五次）的影響，儘管過去九年的特點是太陽活動特別弱的時期。
隨著太陽從冬眠中出現並變得更加活躍，科學家們剛剛開始看到活動增加。 事實上，RAD 在 28 年 2021 月 日發現了新太陽週期第一次 X 級耀斑的證據。 X 級耀斑是最強烈的太陽耀斑類別，其中最大的耀斑可以摧毀地球上的電力和通信。 需要更多的觀察來評估真正強大的太陽風暴對火星表面的人類的危險程度。
RAD 的研究結果將用於為未來的載人任務收集的大量數據。 美國宇航局甚至為好奇號的對手恆心漫遊者配備了宇航服材料樣本，以評估它們隨著時間的推移對輻射的抵抗能力。
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