ExoMars fremhæver strålingsrisiko for Mars -astronauter, og ser efterhånden som støvstorm aftager

Astronauter på en mission til Mars ville blive udsat for mindst 60% af den samlede grænse for stråledosis, der anbefales til deres karriere under selve rejsen til og fra den røde planet, ifølge data fra ESA-Roscosmos ExoMars Trace Gas Orbiter, der blev præsenteret på European Planetary Science Congress, EPSC, i Berlin, Tyskland, denne uge.

Orbiterens kamerahold præsenterer også nye billeder af Mars under mødet. De vil også fremhæve udfordringerne fra den seneste støvstorm, der opslugte hele planeten, forhindrer billeddannelse af overfladen af ​​høj kvalitet.

Strålingsovervågning

Trace Gas Orbiter begyndte sin videnskabelige mission på Mars i april, og selv om dets primære mål er at levere den mest detaljerede opgørelse over atmosfæriske gasser fra Mars til dato - herunder dem, der kan være relateret til aktive geologiske eller biologiske processer - har dens strålingsmonitor indsamlet data siden lanceringen i 2016.

Liulin-MO dosimeteret af Fine Resolution Epithermal Neutron Detector (FREND) leverede data om de strålingsdoser, der blev registreret under orbiterens seks måneders interplanetariske krydstogt til Mars, og siden rumfartøjet nåede kredsløb om planeten.

På jorden, et stærkt magnetfelt og en tyk atmosfære beskytter os mod det uophørlige bombardement af galaktiske kosmiske stråler, fragmenter af atomer uden for vores solsystem, der bevæger sig tæt på lysets hastighed og er meget gennemtrængende for biologisk materiale.

I rummet kan dette forårsage alvorlig skade på mennesker, herunder strålingssygdom, en øget livstidsrisiko for kræft, effekter på centralnervesystemet, og degenerative sygdomme derfor undersøger ESA måder at bedst beskytte astronauter på lange rumfartsmissioner.

ExoMars -målingerne dækker en periode med faldende solaktivitet, svarende til en høj stråledosis. Øget solaktivitet kan aflede de galaktiske kosmiske stråler, selvom meget store solblusser og udbrud selv kan være farlige for astronauter.

"En af de grundlæggende faktorer ved planlægning og design af en langvarig besætningsmission til Mars er overvejelse af strålingsrisikoen, "siger Jordanka Semkova fra det bulgarske videnskabsakademi og hovedforsker ved Liulin-MO-instrumentet.

"Strålingsdoser akkumuleret af astronauter i interplanetarisk rum ville være flere hundrede gange større end de doser, som mennesker havde akkumuleret i samme tidsperiode på Jorden, og flere gange større end doserne af astronauter og kosmonauter, der arbejder på den internationale rumstation. Vores resultater viser, at selve rejsen ville give astronauterne meget stor eksponering for stråling. "

Resultaterne indebærer, at på en seks måneders rejse til den røde planet, og antager seks måneder tilbage igen, en astronaut kunne blive udsat for mindst 60% af den samlede grænse for stråledosis, der anbefales i hele deres karriere.

ExoMars -data, som er i god overensstemmelse med data fra Mars Science Laboratory's krydstogt til Mars i 2011–2012 og med andre partikeldetektorer, der i øjeblikket er i rummet - under hensyntagen til de forskellige solforhold - vil blive brugt til at verificere strålingsmiljømodeller og vurderinger af strålingsrisikoen til besætningsmedlemmerne ved fremtidige efterforskningsmissioner.

En lignende sensor er under forberedelse til ExoMars 2020 -missionen for at overvåge strålingsmiljøet fra Mars overflade. Ankommer i 2021, den næste mission vil omfatte en rover og en stationær overfladevidenskabelig platform. Trace Gas Orbiter fungerer som et datarelæ for overfladeaktiverne.

Den globale støvstorm aftager

Stråling er ikke den eneste fare for Mars -missioner. En global støvstorm, der opslugte planeten tidligere på året, resulterede i stærkt reducerede lysniveauer på overfladen, sender NASAs Opportunity -rover i dvale. Den soldrevne rover har været lydløs i mere end tre måneder.

Kredsløb 400 km over overfladen, ExoMars Trace Gas Orbiter's Color and Stereo Surface Imaging System, CaSSIS, har også lidt. Fordi planetens overflade var næsten totalt tilsløret af støv, kameraet var slukket i store dele af stormperioden.

"Normalt kan vi ikke lide at frigive billeder som dette (til højre), men det viser dog, hvordan støvstormen forhindrer nyttig billeddannelse af overfladen, "siger kameraets hovedundersøger, Nicolas Thomas fra University of Bern. "Vi havde billeder, der var værre end dette, da vi lejlighedsvis kiggede på forholdene, og det gav ikke for meget mening at prøve at kigge 'suppe' igennem. "

Men kamerateamet opdagede, at selv en støvsky har en sølvbeklædning.

"De støvbeklædte observationer er faktisk ret gode til kalibrering, "siger Nicolas." Kameraet har en lille mængde straylight, og vi har brugt støvstormbillederne til at finde kilden til straylight og begynde at udlede algoritmer til at fjerne det. "

Siden 20. august har CaSSIS har startet billedbehandling døgnet rundt igen.

"Vi har stadig nogle billeder påvirket af støvstormen, men det er hurtigt ved at blive normalt igen, og vi har allerede haft mange billeder af god kvalitet, der er faldet ned siden begyndelsen af ​​september, "tilføjer Nicolas.

Et billede erhvervet den 2. september (vist her øverst på siden), selvom den ikke er helt fri for artefakter, viser slående mørke striber, der kan knyttes til selve stormen. En mulig fortolkning er, at disse egenskaber blev frembragt af 'støv djævle' - hvirvelvind - der omrørte løst overflademateriale. Regionen, Ariadne Colles på den sydlige halvkugle af Mars, blev taget af NASAs Mars Reconnaissance Orbiter -kamera i marts, før stormen, og der syntes at være lidt tegn på disse striber.

"Vi er meget begejstrede for at diskutere nogle af de første videnskabelige resultater fra ExoMars Trace Gas Orbiter på EPSC i denne uge, såvel som udviklingen af ​​den kommende overflademission, "siger Håkan Svedhem, ESAs projektforsker Trace Gas Orbiter.

"Mens vores instrumenthold arbejder hårdt på at analysere detaljerne i den atmosfæriske gasbeholdning og forbereder disse resultater til offentliggørelse, Vi er bestemt glade for allerede at kunne bidrage til aktuelle diskussioner om støvstormen og om spørgsmål, der er afgørende for fremtidige besætningsmissioner til Mars. "