Niebezpieczeństwo burz słonecznych dla ludzi: jak chronimy się przed ich promieniowaniem

Znajdujemy się w fazie maksimum słonecznego 25 cyklu słonecznego , który rozpoczął się w grudniu 2019 r. i powinien zakończyć się około 2030 r. — dzieli się on na okresy trwające około jedenastu lat. Cykl ten wykazał większą aktywność, niż początkowo oczekiwano, a liczba plam słonecznych i znaczących zjawisk słonecznych przekroczyła wcześniejsze przewidywania .

Aktywność słoneczna stwarza realne zagrożenie dla załogowych misji kosmicznych, zwłaszcza tych odbywających się poza orbitą okołoziemską. Poza naszą planetą nie ma gęstej atmosfery ani pola magnetycznego, które mogłyby działać jak naturalna tarcza. Konsekwencje? Bezpośrednia ekspozycja na energetyczne cząstki pochodzące z burz słonecznych , takich jak koronalne wyrzuty masy (CME) i rozbłyski słoneczne .

Istnieją pewne obawy, że atmosfera i pole magnetyczne naszej planety nie będą mogły zapewnić ochrony przed nieustannym strumieniem promieniowania i naładowanych cząstek emitowanych przez Słońce.

Silna burza słoneczna może uwolnić ogromną ilość promieniowania w ciągu kilku minut . Jeżeli uderzy w niezabezpieczony statek kosmiczny lub bazę księżycową, może uszkodzić systemy elektroniczne, zakłócić komunikację, a co najbardziej niepokojące, narazić na niebezpieczeństwo zdrowie astronautów. Ryzyko wystąpienia takich objawów, jak nudności i zawroty głowy, nowotwory lub długotrwałe problemy z sercem, zależy od skumulowanej dawki promieniowania.

Jak chronią się astronauci?

Ian Cohen, zastępca głównego naukowca ds. eksploracji kosmosu w Johns Hopkins University Applied Physics Laboratory (APL), wyjaśnił w wywiadzie dla wyspecjalizowanych mediów SpaceNews , że większość statków kosmicznych zaprojektowanych do eksploracji kosmosu przez człowieka, w tym Artemis , jest zbudowana tak, aby chronić astronautów przed niebezpieczeństwem promieniowania.

Cohen dodaje, że „istnieją również protokoły NASA dotyczące monitorowania takich zdarzeń i reagowania na nie, a także specjalnie wyznaczone obszary na statku kosmicznym , w których astronauci mogą się schronić ”.

Statek kosmiczny Orion jest wyposażony w detektory promieniowania oraz alarmy ostrzegawcze. Członkowie załogi będą nosić aktywne dozymetry w celu monitorowania swojego narażenia.

Największe zagrożenie pojawia się, gdy astronauci wykonują czynności pozapojazdowe w przestrzeni kosmicznej lub na powierzchni Księżyca . W takich przypadkach NASA może zmodyfikować lub odwołać te działania w celu zapewnienia bezpieczeństwa załogi.

Centrum Prognoz Pogody Kosmicznej (SWPC) Narodowej Agencji ds. Oceanów i Atmosfery (NOAA) współpracuje ze specjalistami NASA ds. promieniowania kosmicznego w celu wzmocnienia wsparcia dotyczącego pogody kosmicznej dla wypraw człowieka na Księżyc.

Agencja zapewnia, że jest „dobrze przygotowana” do zbliżającej się misji Artemis II i że „wykona najlepszą pracę w zakresie przewidywania, ostrzegania i alarmowania astronautów ” w przypadku zdarzeń słonecznych mogących stanowić zagrożenie dla zdrowia ludzi.

Satelity Sentinel i wczesne ostrzeżenia

Obecnie dysponujemy już solidnym zestawem narzędzi prognostycznych, które charakteryzują się ulepszonymi możliwościami modelowania, danymi wyższej jakości i zaawansowaną technologią wykrywania i ostrzegania przed zdarzeniami słonecznymi, które mogą mieć wpływ na zdrowie astronautów.

Aby jednak udoskonalić prognozy, potrzebne są bardziej szczegółowe informacje na temat czasu trwania i intensywności zjawisk słonecznych .

Wystrzelenie w czerwcu ubiegłego roku satelity GOES-U przez NOAA i satelity Space Weather Follow On Lagrange 1 (SWFO-L1) znacząco przyczyni się do realizacji tego zadania.

Satelity te dostarczą szczegółowych obrazów korony słonecznej i pomogą wykryć koronalne wyrzuty masy . W przypadku SWFO-L1 widok korony słonecznej bez zakłóceń ze strony Ziemi będzie ciągły i niezakłócony.