Планирате пътуване до Марс? Вземете много екраниране. Според сензори на космическия кораб на НАСА ACE (Advanced Composition Explorer) галактическите космически лъчи току-що са достигнали височина в космическата ера.
„През 2009 г. интензитетите на космическите лъчи са се увеличили с 19% над всичко, което сме виждали през последните 50 години“, казва Ричард Мивалд от Калтех. „Увеличението е значително и може да означава, че трябва да преосмислим колко радиационно екраниращите астронавти поемат със себе си при мисии в дълбоки космически пространства.“
Причината за скока е слънчевият минимум, дълбоко затишие в слънчевата активност, започнало около 2007 г. и продължава и днес. Изследователите отдавна знаят, че космическите лъчи се увеличават, когато слънчевата активност намалява. В момента слънчевата активност е толкова слаба, колкото е била в съвременните времена, като е създала основата за това, което Мевалд нарича „перфектна буря от космически лъчи“.
„Изпитваме най-дълбокия слънчев минимум от близо един век“, казва Дийн Песнел от Центъра за космически полети Годард, „така че не е изненада, че космическите лъчи са на рекордни нива за Космическата ера.“
Галактическите космически лъчи идват извън Слънчевата система. Те са субатомни частици - главно протони, но и някои тежки ядра - ускорени до почти светлинна скорост от далечни експлозии на свръхнови. Космическите лъчи причиняват "въздушни душове" на вторични частици, когато попаднат в земната атмосфера. Те представляват опасност за здравето на астронавтите. И един космически лъч може да деактивира сателит, ако удари несполучлива интегрална схема.
Магнитното поле на слънцето е нашата първа линия на защита срещу тези силно заредени, енергийни частици. Цялата слънчева система от Меркурий до Плутон и отвъд нея е заобиколена от балон от слънчев магнетизъм, наречен „хелиосфера“. Той извира от вътрешното магнитно динамо на Слънцето и е надут до гаргантски пропорции от слънчевия вятър. Когато космически лъч се опита да влезе в Слънчевата система, той трябва да се бори през външните слоеве на хелиосферата; и ако го направи вътре, има гъсталак от магнитни полета, които чакат да разпръснат и отклонят натрапника.
„Във времена на ниска слънчева активност това естествено екраниране е отслабено и повече космически лъчи са в състояние да достигнат до вътрешната слънчева система“, обяснява Песнел.
Mewaldt изброява три аспекта на текущия слънчев минимум, които се комбинират, за да създадат перфектната буря:
(1) Магнитното поле на Слънцето е слабо. „Има рязък спад на междупланетарното магнитно поле (МВФ) на Слънцето до само 4 наноТесла (nT) от типичните стойности от 6 до 8 nT“, казва той. „Този рекордно нисък МВФ несъмнено допринася за рекордно високите потоци от космически лъчи.“
(2) Слънчевият вятър пламва. „Измерванията на космическия кораб„ Улис “показват, че налягането на слънчевия вятър е на 50-годишно ниво - продължава той,„ така че магнитният балон, който защитава слънчевата система, не се надува толкова, колкото обикновено. “ По-малък балон дава космически лъчи с по-къс изстрел в Слънчевата система. След като космически лъч навлезе в Слънчевата система, той трябва да "плува нагоре" срещу слънчевия вятър. Скоростта на слънчевия вятър е спаднала до много ниски през 2008 и 2009 г., което прави по-лесно, отколкото обикновено, космическият лъч да продължи.
(3) Настоящият лист е изравняващ. Представете си, че слънцето носи пола на балерина толкова широка, колкото цялата слънчева система с електрически ток, протичащ по вълнообразните гънки. Това е „хелиосферният токов лист“, огромна преходна зона, където полярността на магнитното поле на Слънцето се променя от плюс (север) до минус (юг). Настоящият лист е важен, защото космическите лъчи са склонни да се ръководят от гънките му. Напоследък текущият лист се изравнява, което позволява на космическите лъчи по-директен достъп до вътрешната слънчева система.
„Ако изравняването продължи както предишните слънчеви минимуми, бихме могли да видим космически лъчеви потоци да скочат до 30% над предишните максимуми в Космическата ера“, прогнозира Mewaldt.
Земята не е в голяма опасност от допълнителните космически лъчи. Атмосферата на планетата и магнитното поле се комбинират и образуват страхотен щит срещу космическо излъчване, защитавайки хората на повърхността. Всъщност, ние изнесохме бури много по-лошо от това. Преди стотици години космическите лъчи бяха най-малко 200% по-високи от сегашните. Изследователите знаят това, защото когато космическите лъчи ударят атмосферата, те произвеждат изотопа берилий-10, който се запазва в полярния лед. Чрез изследване на ледените ядра е възможно да се изчислят космическите лъчеви потоци повече от хиляда години в миналото. Дори при скорошния скок, космическите лъчи днес са много по-слаби, отколкото на моменти през изминалото хилядолетие.
„Космическата ера досега е преживяла време на сравнително ниска активност на космическите лъчи“, казва Мевалд. „Вече може да се върнем към нива, типични за миналите векове.“
Космическият кораб на НАСА ще продължи да следи ситуацията при разгръщане на слънчевия минимум. Следете за актуализации.
