Jak załoga Artemidy radziła sobie z burzami słonecznymi?

GD&TĐ - Ekstremalne zjawiska pogodowe w kosmosie stanowią jedno z największych zagrożeń dla człowieka opuszczającego Ziemię.

W ramach misji Artemis II NASA wdraża najnowocześniejsze technologie, aby chronić załogę przed burzami słonecznymi i promieniowaniem kosmicznym.

Zagrożenia związane z promieniowaniem w przestrzeni kosmicznej.

Ekstremalne zjawiska pogodowe w kosmosie mogą być śmiertelnie niebezpieczne. Na przykład w październiku 1989 roku potężny rozbłysk słoneczny wyzwolił strumień protonów o wysokiej energii, który utrzymywał się przez wiele dni. Ze schronu na pokładzie wahadłowca Atlantis astronauci byli świadkami oślepiających błysków światła tak jasnych, że nie mogli otworzyć oczu. Naukowcy oszacowali później, że gdyby załoga znajdowała się poza strefą ochronną ziemskiego pola magnetycznego, groziłoby jej śmiertelne niebezpieczeństwo.

Wydarzenie to uświadomiło branży nauk kosmicznych niebezpieczeństwa związane z pogodą kosmiczną, takie jak burze słoneczne, promieniowanie i strumienie cząstek wysokoenergetycznych.

Dzięki misji Artemis II, po raz pierwszy od dziesięcioleci, ludzkość opuści ochronną tarczę ziemskiego pola magnetycznego, gdzie zagrożenia te są poważniejsze niż kiedykolwiek. Jednak po latach badań naukowcy opracowali rozwiązania, które je łagodzą.

Podczas podróży z Ziemi na Księżyc statek kosmiczny Orion natknął się na trzy główne źródła promieniowania, z których każde może spowodować poważne szkody dla ludzkiego ciała.

Po pierwsze, są to cząstki uwięzione w Pasach Van Allena – dwóch otaczających Ziemię strefach radiacyjnych w kształcie torusa, wypełnionych wysokoenergetycznymi protonami i elektronami. Pomimo zagrożenia, załoga Artemis II przelatywała przez ten obszar tylko przez krótki czas, co ograniczyło poziom narażenia.

Drugie zagrożenie pochodzi ze strony galaktycznego promieniowania kosmicznego. Są to niezwykle energetyczne cząstki, poruszające się z prędkością bliską prędkości światła i pochodzące z odległych eksplozji gwiezdnych. Niepokojące jest to, że gdy cząstki te uderzają w statek kosmiczny, wywołują reakcje wtórne, uwalniając jeszcze mniejsze cząstki. Cząstki te są niewidoczne gołym okiem i mogą z łatwością przeniknąć przez skafandry astronautów.

Trzecim źródłem zagrożenia są zjawiska związane z cząstkami wysokoenergetycznymi pochodzącymi ze Słońca, takie jak burze słoneczne i koronalne wyrzuty masy. Zjawiska te występują częściej w okresach intensywnej aktywności słonecznej.

Podobnie jak ekstremalne zjawiska pogodowe na Ziemi, burze pojawiają się losowo. Naukowcy potrafią przewidzieć, kiedy energia kumuluje się w aktywnych obszarach Słońca na podstawie plam słonecznych i innych danych. Nie da się jednak precyzyjnie przewidzieć, kiedy burza dotrze do lądu.

Jedynym sposobem na zminimalizowanie szkód jest podróżowanie w okresach dużej aktywności słonecznej, ponieważ strumień naładowanych cząstek wyrzucanych z gwiazdy tworzy warstwę ochronną, podobną do pola magnetycznego Ziemi, chroniącą załogę przed zagrożeniem.

Załoga misji Artemis II na pokładzie statku kosmicznego Orion.

Technologia i strategie ochrony astronautów

Aby przeciwdziałać tym zagrożeniom, NASA zaprojektowała statek kosmiczny Orion jako „mobilną tarczę” dla załogi Artemis II. Podczas wcześniejszej misji Artemis I, statek kosmiczny był wyposażony w czujniki promieniowania, dostarczające kluczowych danych, które pomogły udoskonalić strategię projektowania i ochrony.

Jednym z istotnych ulepszeń jest specjalny schron przeciwburzowy. Obszar ten, położony głęboko w statku kosmicznym, został specjalnie wzmocniony, aby zminimalizować wpływ promieniowania w przypadku niebezpiecznego zdarzenia. Po otrzymaniu ostrzeżenia z systemów monitorujących, astronauci szybko przemieszczą się do tego schronu, wykorzystując dodatkowe dostępne materiały, takie jak torby, aby wzmocnić swoją osłonę.

Ponadto, kluczową rolę odgrywają systemy monitorowania pogody kosmicznej. NASA i Narodowa Agencja ds. Oceanów i Atmosfery (NOAA) USA obsługują liczne satelity, takie jak DSCOVR, znajdujący się około 1,6 miliona kilometrów od Słońca i zdolny do generowania ostrzeżeń z wyprzedzeniem 15 do 60 minut przed uderzeniem burzy w pobliżu Ziemi. Niedawno wdrożono nowsze satelity, takie jak IMAP, Carruthers i SOLAR-1, które umożliwiają ciągłe monitorowanie aktywności słonecznej i zwiększają dokładność prognoz.

Dzięki zaawansowanemu systemowi ostrzegania, centrum kontroli ma krótki czas na ocenę skali burzy. Jeśli prognoza wskazuje na niebezpieczeństwo dla astronautów, otrzymają oni rozkaz udania się do schronu przeciwburzowego na statku kosmicznym Orion.

Ponieważ jednak burza słoneczna może trwać wiele dni, ściany i kadłub statku kosmicznego wykonano z aluminium i polietylenu, aby pochłaniały część promieniowania.

Jednak dokładne przewidywanie czasu wystąpienia burz słonecznych pozostaje poważnym wyzwaniem. Naukowcy mogą identyfikować strefy potencjalnie wysokiego ryzyka jedynie na podstawie danych, takich jak plamy słoneczne i wzorce pola magnetycznego. Erupcje nadal są losowe, co wymaga ciągłej gotowości systemów szybkiego ostrzegania i reagowania.

W sytuacjach awaryjnych astronauci muszą nie tylko polegać na istniejących konstrukcjach, ale także być elastyczni. Mogą tworzyć „tymczasowe fortece”, wykorzystując wszelkie materiały dostępne na pokładzie, aby zwiększyć bezpieczeństwo.

Według NatGeo

Source: https://giaoducthoidai.vn/phi-hanh-doan-artemis-chong-choi-voi-bao-mat-troi-the-nao-post778020.html