Recente bevindingen van de Chinese Chang’e-4-lander hebben een voorheen onbekende ‘holte’ van verminderde kosmische straling tussen de aarde en de maan onthuld. Deze ontdekking zou de manier waarop toekomstige maanmissies worden gepland aanzienlijk kunnen veranderen, waardoor mogelijkheden worden geboden om de blootstelling van astronauten aan gevaarlijke stralingsniveaus te minimaliseren.
Het magnetische veld van de aarde breidt zich verder uit dan verwacht
Jarenlang gingen wetenschappers ervan uit dat galactische kosmische straling zich gelijkmatig door de ruimte verspreidde zodra ze uit de magnetosfeer van de aarde ontsnapten. Uit gegevens verzameld over 31 maancycli (2019-2022) blijkt echter dat dit niet het geval is. De instrumenten van de Chang’e-4-lander ontdekten een consistente daling van de stralingsintensiteit tijdens de lokale ochtenduren van de maan – ongeveer 20% lager dan gemiddeld.
Waarom het ertoe doet: Galactische kosmische straling vormt een grote bedreiging voor astronauten, omdat ze DNA kunnen beschadigen en het risico op kanker kunnen vergroten. Het verminderen van de blootstelling is daarom van cruciaal belang voor langdurige missies. De ontdekking suggereert dat het magnetische veld van de aarde invloed uitoefent op een groter gebied dan eerder werd gedacht, waardoor een beschermende ‘schaduw’ rond de maan ontstaat.
Timing maanexcursies voor optimale veiligheid
De studie, gepubliceerd in Science Advances, analyseerde het aantal protonen uit galactische kosmische straling. De vermindering van de straling was het meest uitgesproken tijdens de wassende maanfase van de maancyclus, wat betekent dat excursies getimed in de ochtenduren van de maan astronauten zouden blootstellen aan minder schadelijke straling.
“De volgende landingen zullen waarschijnlijk in de poolgebieden plaatsvinden”, legt Robert Wimmer-Schweingruber, een hoofdonderzoeker, uit. “Maanochtend lijkt de beste tijd voor excursies.”
Hoe de holte werd gevonden
Onderzoekers isoleerden het effect door gegevens uit rustige perioden in de zonnecyclus te analyseren, waarin galactische kosmische straling domineerde. Door protonmetingen te correleren met de positie van de maan in zijn baan, identificeerden ze een terugkerend patroon: een duidelijke daling van het stralingsniveau tijdens de maanochtend.
Simulaties bevestigden dat het magnetische veld van de aarde dit effect waarschijnlijk veroorzaakt door enkele hoogenergetische protonen af te buigen. De bevinding daagt de aannames over de stralingsverdeling in de ruimte uit en suggereert dat de magnetische invloed van de aarde verder reikt dan eerder werd aangenomen.
Implicaties voor toekomstige missies
Deze ontdekking zou een dramatische impact kunnen hebben op de missieplanning, vooral voor de aankomende Artemis-missies van NASA en daarna. Door gebruik te maken van de natuurlijke stralingsholte kunnen wetenschappers de blootstelling van astronauten minimaliseren en langdurige bewoning van de maan haalbaarder maken.
“Net als voor mensen op aarde”, zegt Wimmer-Schweingruber, “is het voor astronauten het beste om zich in de plaatselijke ochtenduren naar het maanoppervlak te begeven.”
Toekomstig onderzoek zal zich richten op het nauwkeuriger in kaart brengen van de grootte en het gedrag van de holte. Dit zal nauwkeurigere stralingsmodellering mogelijk maken en strategieën voor veilige en efficiënte maanverkenning verder verfijnen.
