علماء يحفرون أعمق في المريخ للعثور على تهديد لرواد الفضاء
يزعم أن كوكب المريخ لديه حياة مثل على الأرض ، لكن هذا لا يعني بدون مخاطر يمكن أن تعرض رواد الفضاء للخطر عند استكشاف الكوكب في المستقبل.
تشير دراسة حديثة إلى أن الحفر عميقا في سطح المريخ يمكن أن يوفر الحماية من الإشعاع الضار وربما يوفر مواد بناء لرواد الفضاء.
ومع ذلك ، قبل أن يغامر رواد الفضاء في الكوكب الأحمر أو خارج الغلاف الجوي للأرض ، يجب على العلماء أولا فحص التهديد. ويشمل ذلك كمية الإشعاع الكوني الذي يمطر على المريخ، وخاصة جسيمات الأشعة الكونية للمجرة (GCR).
وفقا للإدارة الوطنية الأمريكية للمحيطات والغلاف الجوي ، فإن GCR هو جسيم عالي الطاقة ، يتكون أساسا من كل عنصر موجود. أنها تأتي من خارج النظام الشمسي.
من المحتمل أن ينبعث GCR من الأحداث الكونية المتفجرة ، مثل المستعرات العظمى ويرتد في الغالب من المجال المغناطيسي المحيط بالأرض ، والذي يسمى الغلاف المغناطيسي.
يمكن أن يؤدي التعرض المكثف لجزيئات GCR إلى تعرض البشر للعديد من المشاكل الصحية ، مثل السرطان وإعتام عدسة العين وتلف الجهاز العصبي المركزي.
المريخ نفسه ليس لديه مجال مغناطيسي عالمي وقائي مماثل يسمح لجزيئات GCR بالدخول بحرية إلى غلافه الجوي والوصول إلى سطح الكوكب. في غياب الغلاف المغناطيسي ، فإن الغلاف الجوي للمريخ هو خط الدفاع الوحيد ضد GCR.
هذا الدفاع ضعيف للغاية ، لأن متوسط الهواء على الكوكب الأحمر هو 1 في المائة فقط من كثافة الأرض عند مستوى سطح البحر. عندما يدخل GCR الغلاف الجوي للمريخ ، والذي يتكون في الغالب من ثاني أكسيد الكربون والنيتروجين ، فإنه يفقد الكثير من الطاقة من خلال التأين ، مما قد يمنعه من الوصول إلى السطح.
ويمكن أن يعتمد ذلك إلى حد كبير على سمك الغلاف الجوي، وبالتالي على مقدار الضغط الجوي المطبق على السطح.
ووجد العلماء أيضا أن التفاعل بين GCR والغلاف الجوي خلق أيضا نوعا آخر من الإشعاع الضار يسمى الجسيمات النيوترونية الثانوية. ووجدوا أن المزيد من حماة الغلاف الجوي أدى إلى زيادة مساهمة النيوترونات الثانوية على السطح.
باستخدام نمذجة حاسوبية متطورة تسمى محاكي التفاعل الإشعاعي في الغلاف الجوي (AtRIS) وبيانات الإشعاع التي جمعتها مركبة كيوريوسيتي الجوالة التابعة لناسا، تمكن العلماء من محاكاة التعرض ل GCR على سطح الكوكب وقياس مدى عمق اختراقه لسطح التربة والصخور (المعروفة باسم regolith).
وكشف تحليلهم أن جرعة الإشعاع الفعالة بلغت ذروتها حوالي 12 بوصة (30 سم) في الريغوليث.
علاوة على ذلك ، يقترح العلماء أنه من أجل السكن الآمن على المريخ ، والذي يعرف بأنه التعرض السنوي للإشعاع الذي لا يزيد عن 100 مللي سيفرت ، ستكون هناك حاجة إلى دروع regolith بين 3.3 إلى 5.5 قدم (1 إلى 1.6 متر).
وقال العلماء: "في الحفر العميقة حيث يكون الضغط السطحي أعلى ، تكون حماية الريجوليت الإضافية اللازمة أصغر قليلا".
إن فهم كيفية تأثر المواد المريخية ب GCR والدور الذي يلعبه الغلاف الجوي للمريخ في تغيير التعرض للإشعاع هو خطوة إلى الأمام في تطوير قاعدة محتملة على المريخ. نشرت الدراسة الجديدة في فبراير في مجلة البحوث الجيوفيزيائية: الكواكب.
"يمكن أن تعمل دراستنا على تقليل مخاطر الإشعاع عند تصميم موائل المريخ المستقبلية باستخدام مواد السطح الطبيعية كحماية وقائية."