Лунная миссия раскрыла неожиданную защиту от космических лучей

Новое открытие: Земля защищает Луну от космической радиации

Галактические космические лучи — потоки протонов и ядер атомов, движущихся почти со скоростью света, — пронизывают всю Солнечную систему. На Земле магнитное поле и атмосфера блокируют большую часть этой опасной радиации, но в открытом космосе она представляет серьёзную угрозу для астронавтов.

Новый анализ данных, полученных китайским лунным модулем Chang’e-4, выявил неожиданную зону защиты от космических лучей, простирающуюся от Земли под необычным углом как минимум до Луны. Когда Луна проходит через эту область, уровень галактических космических лучей на её поверхности снижается примерно на 20%.

«Мы обнаружили, что Земля создаёт своего рода „тень“ в пространстве галактических космических лучей. Это было неожиданно, и именно это и стало самым интересным в нашей работе», — заявил Роберт Ф. Виммер-Швайнгрубер, физик из Кильского университета (Германия).

Как формируется необычная защитная зона?

Известно, что магнитное поле Земли образует вокруг планеты мощную защитную оболочку — магнитосферу, которая имеет длинный «хвост», сформированный солнечным ветром (потоком заряженных частиц от Солнца).

Учёные предполагали, что эффект защиты будет наблюдаться только внутри этого «хвоста» или при прохождении Луны через него. Однако новые данные показали, что защитная зона существует и перед «хвостом» магнитосферы, причём она имеет наклон, а не строго вытянута вдоль линии Земля-Солнце-Луна.

«Ожидалось, что эффект будет наблюдаться внутри „хвоста“ или при прохождении Луны через него, но мы обнаружили влияние „хвоста“ даже впереди него», — добавил Виммер-Швайнгрубер.

Почему это важно для будущих миссий?

Снижение уровня космических лучей на 20% во время части лунной орбиты не станет решающим фактором для определения безопасности выхода астронавтов на поверхность. Однако это открытие может помочь в принятии тактических решений в реальном времени.

Космические скафандры не защищают от галактических космических лучей, но металлические конструкции лунных баз или посадочных модулей могут служить временным укрытием. Таким образом, понимание структуры магнитосферы Земли и её влияния на Луну поможет оптимизировать маршруты и графики миссий.

Chang’e-4: первая миссия на обратную сторону Луны

Китайский лунный модуль Chang’e-4 стал первым аппаратом, успешно приземлившимся на обратной стороне Луны — в кратере фон Кармана — 3 января 2019 года. В его научную аппаратуру входил Lunar Lander Neutron and Dosimetry experiment (LND), разработанный при участии Виммер-Швайнгрубера.

Этот эксперимент позволил впервые измерить уровень радиации на поверхности Луны и выявить необычную защитную зону, создаваемую Землёй.

Реакция научного сообщества

Брайан Флинт Раух, физик из Вашингтонского университета в Сент-Луисе (не участвовавший в исследовании), отметил:

«Наблюдаемая область сниженного потока галактических космических лучей на стороне Луны, обращённой к Солнцу, за пределами геомагнитного поля, сжатого солнечным ветром, стала неожиданностью. Любое снижение уровня радиации имеет значение для безопасности астронавтов».

Эксперт подчеркнул, что даже небольшое уменьшение воздействия космических лучей может повлиять на тактику защиты экипажей в будущих лунных экспедициях.