好奇號探測器揭示:火星輻射對於載人任務“可控”

一項包括180天火星巡航、在紅色星球停留500天以及180天返回地球的飛行任務,可能會使宇航員暴露於約1.01西弗的累積輻射劑量中

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美國宇航局好奇號探測器的新結果表明,輻射暴露的風險並非長期載人火星任務的“攔路虎”。

好奇號輻射評估探測器 (RAD) 儀器的測量結果表明,一項包括180天火星巡航、在紅色星球停留500天以及180天返回地球的飛行任務,將使宇航員暴露於約1.01西弗的累積輻射劑量中。

為了便於理解:歐洲航天局通常將其宇航員的職業生涯總輻射劑量限制為1西弗,這與終生致命癌症風險增加5%有關。[火星輻射對宇航員的威脅解釋(資訊圖)]


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“這當然是一個可控的數字,”西南研究院(位於科羅拉多州博爾德市)的 RAD 首席研究員 Don Hassler 說道,他是12月9日在《科學》雜誌上報告研究結果的一項研究的主要作者。

來自火星輻射的 1 西弗劑量將違反美國宇航局目前的標準,該標準將宇航員的超額癌症風險上限設定為 3%。但 Hassler 表示,這些指南是在考慮到近地軌道任務的情況下制定的,並且為了適應更遠距離的旅行,可能會進行調整。

“美國宇航局正在與美國國家科學院醫學研究所合作,評估深空任務(如火星任務)的適當限制,”Hassler 告訴 SPACE.com。“所以這是一項令人興奮的活動。”

新結果代表了迄今為止關於前往火星途中和紅色星球表面的輻射環境最完整的圖景。它們包含了 RAD 在好奇號為期八個月的太空巡航以及探測器在火星上最初 300 天(於 2012 年 8 月著陸)期間收集的資料。

RAD 的測量涵蓋了兩種不同型別的高能粒子輻射——銀河宇宙射線 (GCR),它被遙遠的超新星爆炸加速到難以置信的速度;以及太陽高能粒子 (SEP),它被我們太陽上的風暴噴射到太空。

RAD 的資料顯示,探索火星表面的宇航員每天將累積約 0.64 毫西弗的輻射。在前往火星的旅程中,劑量率幾乎高出三倍,為每天 1.84 毫西弗。

但 Hassler 強調,火星的輻射環境是動態的,因此好奇號迄今為止的測量結果不應被視為最終定論。例如,RAD 的資料是在太陽 11 年活動週期的峰值附近收集的,此時 GCR 通量相對較低(因為太陽等離子體傾向於散射銀河宇宙射線)。

Hassler 表示,好奇號的輻射測量結果應有助於美國宇航局規劃載人火星任務,該機構希望在 2030 年代中期完成這項任務。它們還應為尋找紅色星球上過去或現在生命跡象的探索提供資訊——這是美國宇航局的另一項首要任務。

例如,Hassler 說,新的 RAD 結果表明,微生物生命不太可能直接存在於火星表面。但未來的任務可能不必鑽探到太深的地下就能找到火星生命的蹤跡(如果它曾經存在過)。

“這些測量結果確實告訴我們,我們認為在淺至 1 米深的地方找到可能現存或過去生命的跡象是可行的,”Hassler 說。

這項新研究是今天發表在《科學》雜誌上的六篇論文之一,這些論文報告了來自好奇號的新結果。其他大多數研究都提出了證據,表明該探測器發現了一個古老的淡水湖,該湖可能支援了微生物生命數萬年,甚至數百萬年。

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Mike Wall has been writing for Space.com since 2010. His book about the search for alien life, “Out There,” was published on Nov. 13, 2018. Before becoming a science writer, Michael worked as a herpetologist and wildlife biologist. He has a Ph.D. in evolutionary biology from the University of Sydney, Australia, a bachelor’s degree from the University of Arizona, and a graduate certificate in science writing from the University of California, Santa Cruz.

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