Китайский луноход «Чанъэ-4» нашел на обратной стороне Луны «окно безопасности» со сниженным фоном космической радиации. Как выяснили ученые, невидимый щит создает магнитное поле Земли, причем там, куда, по всем расчетам, оно дотягиваться не должно.
В открытом космосе нет атмосферы, но есть свои штормы и осадки — например, галактические космические лучи (ГКЛ). Это потоки заряженных частиц (в основном протонов и ядер гелия), разогнанных почти до скорости света взрывами далеких сверхновых. Для человека такие лучи — серьезная проблема: они легко прошивают обшивку кораблей, повреждают ДНК, серьезно повышают риск рака и могут выводить из строя электронику.
На Земле нас спасает плотная атмосфера и мощная магнитосфера, которая работает как силовой щит. А вот у Луны такого глобального щита нет. Долгое время считалось, что когда Луна находится за пределами земной магнитосферы, космическая радиация поливает ее поверхность равномерно со всех сторон. Будущим колонистам программы «Артемида» и других лунных миссий обещали суровые условия и необходимость прятаться в толстостенных лунных базах. Но новое исследование, опубликованное в журнале Science Advances, показывает, что мы сильно недооценивали заботливость нашей родной планеты.
Инструмент LND (Lunar Lander Neutron and Dosimetry), разработанный специалистами Кильского университета в Германии и установленный на китайском посадочном модуле «Чанъэ-4», исправно собирает данные о радиации на обратной стороне Луны. Исследователи проанализировали наблюдения за 31 лунный цикл (с января 2019 по январь 2022 года) и заметили странную аномалию.
Каждый месяц, строго в определенное время — во время лунного «утра», через пару часов после местного восхода Солнца, — уровень радиации на поверхности внезапно падал. Количество низкоэнергетических протонов (в диапазоне от 9,18 до 34,14 мегаэлектронвольт) стабильно снижалось на 20%. Длится это «окно безопасности» около двух земных суток.
Так как прибор фиксировал это падение раз за разом на протяжении трех лет, случайность или баг электроники исключены. Но откуда берется защита там, где ее быть не должно?
Физики смоделировали движение частиц в пространстве и нашли виновника — магнитное поле Земли.
Мы привыкли думать о магнитосфере как о локальном пузыре: если ты внутри — ты под защитой, если снаружи — каждый сам за себя. Луна действительно иногда пересекает так называемый магнитный хвост Земли (на ночной стороне планеты). Но загадочное снижение радиации зафиксировали совсем в другой точке орбиты — в утреннем секторе со стороны Солнца, где спутник физически находится далеко за границами земного магнитного «кокона».
Секрет кроется в механике движения космических лучей. Они летят сквозь Солнечную систему не по прямой, а закручиваются по сложным спиралям вдоль силовых линий межпланетного магнитного поля (так называемая спираль Паркера). В лунное утро геометрия этих линий выстраивается таким образом, что земная магнитосфера физически связывается со спутником.
Магнитное поле Земли начинает работать как огромный валун в бурной реке. Оно отбрасывает часть летящих протонов и заставляет их менять траекторию, формируя позади себя зону «аэродинамической тени» — огромную радиационную каверну (полость). Этот невидимый карман со сниженным фоном накрывает Луну, давая передышку ее поверхности.
Важное уточнение: падение уровня низкоэнергетических протонов на 20% не делает Луну курортом. Более энергичные и тяжелые частицы этот «магнитный зонтик» пробивают (их количество тоже падает, но гораздо менее заметно). Тем не менее, для планирования будущих пилотируемых миссий это открытие — отличная новость.
Во-первых, оно доказывает, что влияние земной магнитосферы на космическую погоду простирается значительно дальше лунной орбиты, образуя сложную систему укрытий в межпланетной пустоте.
Во-вторых, у космических агентств появляется четкое и предсказуемое расписание радиационных «оттепелей». Если вам нужно отправить экипаж на долгую и опасную работу вне корабля (например, прокладывать кабели, бурить породу или чинить марширующий луноход), логичнее всего сделать это именно в те самые два дня лунного утра. Зачем получать лишнюю дозу, если можно переждать пик облучения?
Материнская планета продолжает приглядывать за нами и отбрасывать свою тень, даже когда мы улетаем от нее на 380 тысяч километров.
Читайте также: Когда магнитное поле Земли не спеша меняло свою полярность
Поддержать нас на Boosty
Поддержать нас на Дзен
Комментировать можно ниже в разделе “Добавить комментарий”.
