Марсоход Curiosity по пути к Красной планете
Пока в конце прошлой недели обсуждалась сомнительная гипотеза о том, что «Фобос-грунт» погубила солнечная вспышка, а Земля ждала очередной магнитной бури, американский марсоход Mars Science Laboratory попал под солнечную вспышку класса S3.
Примечательно, что об этом сообщается вовсе не в контексте того, что вспышка выжгла оборудование или могла послужить причиной какого-нибудь непонятного выхода из строя марсохода в целом: ученые, напротив, получили ценные данные. Два предыдущих марсохода — Opportunity и Curosity — летели к красной планете в 2003 году, когда солнечная активность пошла на спад. Сейчас же 11-летний цикл солнечной активности приближается к своему максимуму, и потому у ученых появилась редкая возможность пронаблюдать за опасным явлением не только с борта специализированных солнечных обсерваторий, но и непосредственно на марсианском аппарате.
Именно на пути к Марсу будущие пилотируемые экспедиции будут рисковать в наибольшей степени. Экипаж МКС или космических шаттлов (а также тех кораблей, что придут им на смену) защищен магнитным полем планеты, сама Красная планета несколько дальше от Солнца, и там поток солнечных частиц слабее, а вот в открытом космосе встреча с заряженными частицами от Солнца неизбежна. Прибор RAD — Radiation Assessment Detector был специально создан для оценки радиационного фона не только на Марсе, но и в полете.
Причем речь идет не просто об оценке поглощенной дозы, которая измеряется в тех микрорентгенах, которые у многих на слуху после чернобыльской катастрофы ("Фукусима" внесла в массовое сознание еще микрозиверты, пришедшие на смену микрорентгенам единицы). Специалистам по радиационной безопасности известно, что радиация — точнее, ионизирующее излучение — бывает разных типов, и сверх того, частицы каждого типа различаются по своей энергии. Для надежной защиты или хотя бы адекватной оценки возможных рисков требуется знать, с каким количеством частиц разной энергии столкнется человек или электронный прибор в момент солнечной вспышки и сколько различных частиц соберет за время пребывания на планете.
О вспышке 22 января астрономы вначале узнали благодаря специализированным солнечным обсерваториям-спутникам, которые следят за нашей звездой в ультрафиолете и рентгеновском диапазоне. Рентгеновские лучи дошли до Земли со скоростью света, но сами по себе они не несли особой угрозы: Солнце и так постоянно излучает и жесткий ультрафиолет, и рентгеновское излучение. А вот вылетевшие в этот момент заряженные частицы, главным образом протоны, уже были намного более серьезным поводом для беспокойства.
Протоны, в отличие от электромагнитного излучения, летят сравнительно медленно — несколько сотен километров в секунду. Поделив на эту скорость 150 млн км, отделяющие нас от Солнца, мы получим больше суток времени: именно столько есть в запасе для подготовки к магнитным бурям и облучению на орбите.
Когда заряженные частицы достигают космических аппаратов, они лишь отчасти задерживаются их обшивкой. Часть проникает сквозь металлический корпус и внутри резко вырастает радиационный фон: попадающие на матрицу цифровых камер частицы создают на изображении характерный «снег», а пролет какого-нибудь протона через микросхему может привести и к сбоям в ее работе. Бортовые компьютеры сталкиваются с ошибками и перезагружаются, а особо неудачное попадание частиц может даже выжечь электронные компоненты — от пикселей фотокамер до отдельных ячеек солнечных батарей.
«Конечно, радиационный фон и состав космического излучения уже многократно анализировали, — говорит Дон Хасслер, руководитель работающей с RAD группы ученых в Юго-западном университете (США), — но наша работа примечательна тем, что мы проводим измерения внутри аппарата. То есть в условиях, которые максимально приближены к тем, с которыми столкнутся будущие участники пилотируемых полетов. И это важно потому, что взаимодействие ионизирующего излучения со стенками аппарата приводит к появлению вторичного излучения, которое иногда может быть даже опаснее исходных частиц».
Контекст: слово фантастам
У Стругацких под неожиданную вспышку попадает экипаж фотонного планетолета «Хиус» в «Стране багровых туч», а у Хайнлайна экипаж в «Марсианке Подкейн» вместе с пассажирами отсиживается внутри расположенного в самом центре корабля убежища больше суток. В рассказе Артура Кларка «Солнечный парус» вспышка и вовсе срывает международную регату солнечных парусников, космических аппаратов, приводимых в движение силой давления света.
Отметим — все эти описания датированы 1960-ми годами, то есть писались задолго до марсоходов и большинства межпланетных станций.
Контекст: потерянная возможность
На борту утерянного российского аппарата, отправленного к Фобосу, была и капсула с образцами бактерий, растений и даже животных (разумеется, микроскопических ракообразных), которые планировалось доставить к Фобосу и вернуть обратно вместе с пробами грунта. Этот эксперимент должен был позволить оценить воздействие космического излучения непосредственно на живые организмы, дополнив тем самым собранные при помощи приборов данные.
- Контекст