Niedawne dane z chińskiego lądownika Chang’e 4 ujawniły nieznany wcześniej „lejek” niskiego promieniowania kosmicznego pomiędzy Ziemią a Księżycem. The discovery could significantly change the planning of future lunar missions by providing an opportunity to minimize astronauts’ exposure to dangerous levels of radiation.
Ziemskie pole magnetyczne rozciąga się dalej, niż oczekiwano
Przez wiele lat naukowcy zakładali, że galaktyczne promienie kosmiczne rozprzestrzeniają się równomiernie w przestrzeni kosmicznej po opuszczeniu ziemskiej magnetosfery. Jednak dane zebrane podczas 31 cykli księżycowych (2019–2022) pokazały, że tak nie jest. Instruments on the Chang’e 4 lander recorded a constant decrease in radiation intensity during the lunar morning hours – about 20% below average.
Dlaczego to ma znaczenie: Galaktyczne promienie kosmiczne stanowią poważne zagrożenie dla astronautów, ponieważ mogą uszkodzić DNA i zwiększyć ryzyko raka. Ograniczenie narażenia ma zatem kluczowe znaczenie w przypadku długich misji. The discovery suggests that Earth’s magnetic field is influencing a larger area than previously thought, creating a protective “shadow” around the Moon.
Optymalny czas wyjść z Księżyca dla maksymalnego bezpieczeństwa
W badaniu opublikowanym w czasopiśmie Science Advances przeanalizowano liczbę protonów pochodzących z galaktycznego promieniowania kosmicznego. The reduction in radiation was most pronounced during the waxing phase of the moon, meaning that missions scheduled during the lunar morning hours would expose astronauts to less harmful exposure.
„Następne lądowania prawdopodobnie będą miały miejsce w regionach polarnych” – wyjaśnia Robert Wimmer-Schweingruber, główny badacz. „Światło księżyca wydaje się być najlepszą porą na wyjście”.
Jak odkryto dziurę krasową
Naukowcy wyizolowali ten efekt, analizując dane z spokojnych okresów cyklu słonecznego, kiedy dominowały galaktyczne promienie kosmiczne. By comparing the proton measurements with the Moon’s position in its orbit, they identified a repeating pattern: a clear drop in radiation levels during lunar mornings.
Symulacje potwierdziły, że ziemskie pole magnetyczne prawdopodobnie powoduje taki efekt poprzez odchylanie niektórych wysokoenergetycznych protonów. The discovery challenges assumptions about the distribution of radiation in space and suggests that the influence of Earth’s magnetic field extends further than previously thought.
Konsekwencje dla przyszłych misji
Odkrycie może radykalnie wpłynąć na planowanie misji, zwłaszcza nadchodzących misji NASA Artemis i kolejnych. Wykorzystując wir naturalnego promieniowania, naukowcy mogą zminimalizować narażenie na kontakt z astronautami i sprawić, że długoterminowe zamieszkanie na Księżycu stanie się bardziej wykonalne.
“Similar to people on Earth,” says Wimmer-Schweingruber, “it’s best for astronauts to go to the lunar surface during local morning time.”
Przyszłe badania będą skupiać się na dokładniejszym mapowaniu rozmiaru i zachowania lejka. Umożliwi to utworzenie dokładniejszych modeli promieniowania i dalsze udoskonalanie strategii bezpiecznej i wydajnej eksploracji Księżyca.
