211service.com
Hur rymdväder kan förstöra NASA:s återkomst till månen
NASA/Goddard Space Flight Center
Kommer NASA verkligen att återvända människor till månen 2024? Det var det allt mer osannolikt mandat utfärdat till byrån av Trump-administrationen . President Biden har inte ändrat det målet ännu, även om de flesta experter förväntar sig att han ska ge NASA lite välbehövligt andrum och återställ den tidsfristen till senare under decenniet .
Problemet är att 2024 faktiskt kan vara ett säkrare alternativ. En ny studie publicerad i tidskriften Solar Physics antyder att det finns en ökad risk för rymdväderhändelser - stormar av strålning och överladdade solpartiklar - under senare hälften av årtiondet. Detta skulle innebära ökad fara för alla besättningsuppdrag till månen mellan 2026 och 2029. Om NASA menar allvar med att komma tillbaka till månen och vill hålla astronauterna så säkra som möjligt, kan det vara klokt att påskynda ansträngningarna för att säkerställa att det sker innan 2026 – eller vänta tills decenniet är över.
Rymdvädret förbises förvisso i början av rymdåldern, men det tas på allt större allvar, både när det gäller markpåverkan och för rymdutforskning, säger Matthew Owens, rymdfysiker från University of Reading i Storbritannien och ledaren. författare till den nya studien. Studien var avsedd att titta på extremt rymdväder i allmänhet, snarare än specifikt i relation till månutforskning. Först när man satte ihop de olika fynden för att försöka göra en prognos för sannolikheten för extremt rymdväder under den kommande 11-årscykeln blev implikationerna för månutforskning uppenbara.
Ja, det finns väder i rymden. Solens yta bryter ut med gas och plasma och skjuter ut laddade partiklar (protoner, elektroner och tunga joner) i resten av solsystemet med miljontals miles per timme. Dessa partiklar kan träffa jorden och månen på bara några minuter. Jordens magnetfält skyddar oss från dem, men partiklarna kan fortfarande stek elektronik och elnät på ytan och skada kritiska satelliter som hanterar GPS och telekommunikationstjänster.
Rymdväder kan vara extremt farligt för alla astronauter som flyger till månen eller försöker leva och arbeta på en månutpost vid ytan. Livsuppehållande system och kraft kan stängas av, och solaktivitet kan producera livshotande strålningsnivåer. Mellan Apollo 16 och 17, säger Owens, var det en enorm rymdväderhändelse som skulle troligen ha varit dödlig om astronauter hade varit på månen vid den tiden.
Vart elfte år vänder solens magnetfält – nord- och sydpolen byter platser – och solaktiviteten stiger och sjunker. Du kanske tror att det är klokare att skjuta upp under solminimum, men det har inte nödvändigtvis varit fallet, eftersom låga punkter av solaktivitet vanligtvis innebär att det finns mer exponering för galaktiska kosmiska strålar (rymdstrålning som kommer från utanför solsystemet).
Relaterad berättelse
Den kinesiska raketen har säkert kraschlandat i havet Landets hänsynslösa beteende med Long March 5B core booster slutade säkert, men satte världen på kant. Dessutom har den typ av rymdvädermönster som vi har kunnat förutsäga över tiden att göra med milda och måttliga händelser, som inte utgör så stor risk för besättningsuppdrag. Men extrema solstormar – den sorten som verkligen skulle kunna ödelägga ett uppdrag till månen – inträffar slumpmässigt. Många, som den ökända Carrington-händelsen 1859 , inträffade under till synes låg solaktivitet. Och dessa extrema händelser är mycket sällsynta, vilket gör dem svåra att studera.
För att stärka analysen av den lilla data som har varit tillgänglig utvecklade Owens och hans team sannolikhetsmodeller för extremt rymdväder baserade på 150 år av solaktivitetsrekord. Dessa modeller simulerade olika frekvenser av extrema stormar - en fick dem att inträffa slumpmässigt, en annan ökade sannolikheten vid solmaxima, och så vidare.
Efter tusentals simuleringar hade forskarna tillräckligt med data för att avgöra vilka typer av scenarier som bäst passar vad vi för närvarande vet om hur solen fungerar. De lärde sig att extremt rymdväder följer samma allmänna mönster som måttligt väder: aktivitet är högre under ett solmaximum än ett minimum, och allvarliga händelser är mer sannolikt under starkare solcykler än svagare.
Och det fanns också en mycket intressant guldklimp unik för extrema händelser: de tenderar att inträffa något senare i udda solcykler än jämna.
Vi har precis börjat solcykel 25 i december 2019. Solens maximum förväntas i stort sett inträffa 2023–2029, så det borde markera den otäckaste tiden för rymdväder. Men eftersom detta är en udda cykel, är sannolikheten för extremt rymdväder högst mot slutet av det fönstret - säg 2026–2029, säger Owens.
Författarna säger att ökad risk gör det osäkert att flyga uppdrag till månen under den perioden. Vi förutsäger inte tidpunkten för enskilda händelser, säger Owens. Så det bästa rådet vi kan ge handlar om sannolikheten att råka ut för en extrem händelse. Om en uppskjutning måste försenas till 2026 kan det vara mer önskvärt att fördröja den ytterligare, till 2030. Annars bör uppdragsplanerare se till att ett rymdskepp har rätt hårdvara för att skydda astronauter från en extrem händelse.
När allt kommer omkring är det inte som om vi bara kan ta tillbaka astronauter från månen i tid när vi väl vet att en dålig solstorm är på väg. För närvarande ger våra bästa varningssystem för rymdväder oss en heads-up på en några timmar till några dagar – Och de prognoserna är ännu värre för att förutsäga katastrofala stormar.
Dan Baker, en rymdfysikforskare vid University of Colorado Boulder som inte var involverad i studien, tycker att resultaten står sig väl, och betonar att forskning som denna bör tas på allvar och bör läggas in i [uppdrag] planering. Men han är inte helt säker på att det statistiska arbetet i denna undersökning bör antas som en rekommendation för att skrubba alla månuppdrag mellan 2026 och 2029.
Solstormhändelser och solenergipartiklar är en mycket verklig risk för astronauter utanför det skyddande höljet av jordens magnetosfär, säger han. Jag tror dock att försiktiga åtgärder kan vidtas för att skydda sig mot effekterna av ett sådant hårt rymdväder. Med ett aktivt och effektivt operativt rymdvädervarnings- och varningssystem tror jag att hoten kan göras hanterbara. Risker skulle kunna tolereras om det fanns, säg, ett rymdvädersystem med tidig varning som observerade hela solen 24/7, och en modul av ett rymdskepp eller en månutpost som specifikt kunde skydda astronauter från sådana händelser.
Även om en extrem händelse kan vara sällsynt, kan den betyda skillnaden mellan liv och död på ett uppdrag till månen. Om NASA och andra är villiga att ta den risken återstår att se.