فضانوردان «آرتمیس» به سیستم هشدار قوی تشعشع نیاز دارند

 ناسا قصد دارد فضانوردان خود را تا سال ۲۰۲۶ به سطح ماه بفرستد و تا دهه ۲۰۳۰ در آنجا حضور بلندمدت داشته باشد، اما ماه یک مکان قابل سکونت برای انسان نیست.

به نقل از فست کمپانی، پرتوهای کیهانی ستاره‌ها و کهکشان‌های دور و ذرات پرانرژی ساطع‌شده از خورشید، سطح ماه را بمباران می‌کنند و قرار گرفتن در معرض این ذرات می‌تواند سلامتی انسان را به خطر بیندازد.

هم پرتوهای کیهانی و هم ذرات پرانرژی خورشید، با سرعت بالا نزدیک به سرعت نور حرکت می‌کنند. در حالی که پرتوهای کیهانی در یک جریان نسبتا ثابت به سمت ماه می‌روند، ذرات پرانرژی می‌توانند همراه با فوران‌های بزرگ خورشید، راه خود را به سوی ماه بیایند. این ذرات می‌توانند به گوشت انسان نفوذ کنند و خطر ابتلا به سرطان را افزایش دهند.

میدان مغناطیسی زمین مانند یک سپر در برابر ذرات پرانرژی ساطع‌شده از فضا عمل می‌کند، اما ماه میدان مغناطیسی ندارد و همین موضوع، سطح آن را در برابر بمباران ذرات آسیب‌پذیر می‌کند.

طی یک رویداد بزرگ پرتاب ذرات پرانرژی خورشیدی، دوز تشعشعی که یک فضانورد در لباس فضایی دریافت می‌کند، می‌تواند بیش از ۱۰۰۰ برابر دوز دریافت‌شده توسط یک شخص روی زمین باشد.

برنامه «آرتمیس»(Artemis) ناسا که در سال ۲۰۱۷ آغاز شد، قصد دارد برای اولین بار از سال ۱۹۷۲ انسان را به ماه بازگرداند. گروهی از پژوهشگران «دانشگاه میشیگان»(UMich) در حال تلاش برای پیش‌بینی‌ این ذرات پرتاب‌شده از خورشید هستند. پیش‌بینی این رویدادها ممکن است به محافظت از خدمه آتی ماموریت آرتمیس کمک کند.

چرخه خورشیدی ۱۱ ساله

ماه در سال ۲۰۲۴ با سطوح خطرناکی از تشعشعات روبه‌رو شده است، زیرا خورشید به حداکثر فعالیت در چرخه ۱۱ ساله خود نزدیک می‌شود. این چرخه توسط میدان مغناطیسی خورشید هدایت می‌شود که قدرت کل آن هر ۱۱ سال به طور چشمگیری تغییر می‌کند. از آنجا که خورشید به حداکثر فعالیت خود نزدیک می‌شود، ممکن است سالانه ۲۰ رویداد بزرگ از پرتاب ذرات پرانرژی خورشیدی رخ دهد.

هم شراره‌های خورشیدی که فوران‌های ناگهانی تابش الکترومغناطیسی از خورشید هستند و هم خروج جرم از تاج که بیرون رانده شدن مقدار زیادی ماده و میدان مغناطیسی از خورشید است، می‌توانند ذرات پرانرژی را تولید کنند.

انتظار می‌رود خورشید در سال ۲۰۲۶ به حداکثر فعالیت خورشیدی خود برسد که زمان پرتاب مورد نظر برای ماموریت آرتمیس ۳ و فرود فضانوردان آن روی سطح ماه است.

اگرچه پژوهشگران می‌توانند چرخه خورشید را ردیابی و روندها را پیش‌بینی کنند، اما حدس زدن این که هر رویداد فوران ذرات پرانرژی خورشیدی دقیقا چه زمانی رخ خواهد داد و شدت هر رویداد چقدر خواهد بود، دشوار است. فضانوردان آینده ماه به یک سیستم هشدار نیاز دارند که بتواند این رویدادها را پیش از وقوع با دقت بیشتری پیش‌بینی کند.

پیش‌بینی رویدادهای خورشیدی

ناسا در سال ۲۰۲۳، یک مرکز عالی پنج‌ساله به نام «CLEAR» را برای بررسی آب‌وهوای فضایی تأمین مالی کرد که هدف آن پیش‌بینی احتمال و شدت رویدادهای فوران ذرات پرانرژی خورشیدی است.

پیش‌بینی‌کنندگان حاضر در «مرکز پیش‌بینی آب‌وهوای فضایی» وابسته به «اداره ملی اقیانوسی و جوی آمریکا»(NOAA) که رویدادهای خورشیدی را ردیابی می‌کند، در حال حاضر تا زمان پرتاب نمی‌توانند هشداری را برای رویداد ذرات پرانرژی خورشیدی صادر کنند. آنها با بررسی اتمسفر خورشید و پرتوهای ایکس ساطع‌شده از آن، این رویدادها را تشخیص می‌دهند.

هنگامی که یکی از پیش‌بینی‌کنندگان یک شراره خورشیدی یا خروج جرم از تاج را تشخیص می‌دهد، ذرات پرانرژی معمولا در کمتر از یک ساعت به زمین می‌رسند، اما فضانوردان روی سطح ماه برای جستجوی سرپناه به زمان بیشتری نیاز دارند. پژوهشگران مرکز CLEAR می‌خواهند شراره‌های خورشیدی و جرم‌های پرتاب‌شده از تاج را پیش از وقوع پیش‌بینی کنند.

اگرچه دانشمندان به طور کامل نمی‌دانند که چه چیزی به وقوع این رویدادهای خورشیدی منجر می‌شود، اما می‌دانند که میدان مغناطیسی خورشید یکی از محرک‌های اصلی است. آنها به طور ویژه در حال مطالعه قدرت و پیچیدگی میدان مغناطیسی در مناطق خاصی از سطح خورشید هستند.