Марс радиациясын зерттеу: MARIE экспериментінің нәтижелері
Mars Radiation Environment Experiment
Марс радиациясын зерттеу: MARIE эксперименті 2001 ж. Odyssey ғарыш кемесі арқылы жүргізілді. Астронавттарға қауіпті радиация деңгейін анықтау мақсаты болды.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Марстың радиациялық эксперименті, немесе MARIE, 2001 жылғы Марс Одиссей ғарыш кемесінің ғылыми миссиясының бөлігі ретінде (7 сәуірде ұшырылған) Марстың радиациялық ортасын энергетикалық бөлшектер спектрометрі арқылы өлшеу үшін жобаланды. Экспериментке NASA-ның Джонсон ғарыш орталығы жетекшілік етті, ал ғылыми зерттеу Марсқа жол жүріп және Марс орбитасында радиациялық ортаның ерекшеліктерін сипаттауға бағытталған. Ғарыш радиациясы планетаралық миссиялар экипаждары үшін қауіпті болғандықтан, эксперимент болашақ астронавттардың күтетін радиациялық дозаларын болжауға және Марс радиациясының адам организміне тигізетін әсерін анықтауға көмектесуді мақсат етті. Ғарыш сәулелері Жердің жақын жұлдызы – Күннен, сондай-ақ Күн жүйесінен тыс жерлердегі жұлдыздардан шығады. Ғарыш сәулелері қатерлі ісіктерге және орталық нерв жүйесінің зақымдануына әкелуі мүмкін. Осыған ұқсас құралдар ғарыш кемелерінде және Халықаралық ғарыш станциясында (ХҒС) қолданылады, бірақ ешқайсысы Жердің қорғаныш магнетосферасынан тысқары ұшқан емес, ол осы сәулелердің көп бөлігін планетамыздың бетіне жеткізбей тоқтатады. 2003 жылдың күзінде, бірнеше аса күшті күн жарқындарынан кейін MARIE жұмысы бұзыла бастады, бұл күн жарқынының қарқынды бөлшектік сәулеленуіне ұшыраған нәтижесі болуы мүмкін. Құрал қайтадан жұмыс істейтін күйіне келтірілген жоқ.
The Martian Radiation Experiment, or MARIE was designed to measure the radiation environment of Mars using an energetic particle spectrometer as part of the science mission of the 2001 Mars Odyssey spacecraft (launched on April 7, 2001). It was led by NASA's Johnson Space Center and the science investigation was designed to characterize aspects of the radiation environment both on the way to Mars and while it was in the Martian orbit. Since space radiation presents an extreme hazard to crews of interplanetary missions the experiment was an attempt to predict anticipated radiation doses that would be experienced by future astronauts and it helped determine possible effects of Martian radiation on human beings. Space radiation comes from cosmic rays emitted by Earth's local star, the Sun, and from stars beyond the Solar System as well. Space radiation can trigger cancer and cause damage to the central nervous system. Similar instruments are flown on the Space Shuttles and on the International Space Station (ISS), but none have ever flown outside Earth's protective magnetosphere, which blocks much of this radiation from reaching the surface of our planet. In the autumn of 2003 after a series of particularly strong solar flares MARIE started malfunctioning, probably as a result of being exposed to the solar flare's intense blast of particle radiation. The instrument was never restored to working order.
Операция
Құралдың ішіндегі спектрометр ғарыш сәулеленуінің екі көзінен – галактикалық ғарыш сәулелерінен (ГКР) және күннің энергиялы бөлшектерінен (СЭБ) – энергияны өлшеді. Ғарыш кемесі қызыл планетаның төңірегінде айналып жүргенде, спектрометр аспанды шарпып, сәулелену алабын өлшеді. 68 градус көру бұрышы бар құрал, Mars Odyssey ғарыш кемесінің Жерден Марсқа дейінгі сапарында үздіксіз деректер жинау үшін жобаланды. Ол деректерді Жерге жіберу үшін үлкен көлемде сақтап, ғылыми миссияның барлық кезеңінде жұмыс істеді.
A spectrometer inside the instrument measured the energy from two sources of space radiation: galactic cosmic rays (GCR) and solar energetic particles (SEP). As the spacecraft orbited the red planet, the spectrometer swept through the sky and measured the radiation field. The instrument, with a 68 degree field of view, was designed to collect data continuously during Mars Odyssey's cruise from Earth to Mars. It stored large amounts of data for downlink, and operated throughout the entire science mission.
MARIE-нің ерекшеліктері
Марстың радиациялық ортасын зерттеу эксперименті 3,3 килограмм (7,3 фунт) салмаққа ие және 7 ватт қуатты қолданады. Оның өлшемдері 29,4 x 23,2 x 10,8 сантиметр (11,6 x 9,1 x 4,3 дюйм) құрайды.
The Martian Radiation Environment Experiment weighs 3.3 kilograms (7.3 pounds) and uses 7 watts of power. It measures 29.4 x 23.2 x 10.8 centimeters (11.6 x 9.1 x 4.3 inches).
Нәтижелер
Жоғарыдағы диаграммада негізгі сәулелену шамамен 20 мрад/күн, ал жылдық доза шамамен 73 мГй/жыл көрсетілген. Дегенмен, кейде болатын күн протон оқиғалары (SPEs) жүз еседен де көп доза тудырады (жоғарыдағы диаграмманы қараңыз). MARIE арқылы тіркелген SPE-лер Жерге жақын сенсорлармен тіркелмеді, бұл SPE-лердің бағытталған екенін көрсетеді. Орбитадағы дозаның орташа мөлшері шамамен 400–500 мсв/жылды құрады. JPL мәліметінше, MARIE өлшеген сәулелену деңгейі Халықаралық ғарыш станциясындағы деңгейден екі-үш есе жоғары (ол 100–200 мсв/жылды құрайды). Марс бетіндегі деңгейлер, атмосфералық қорғаныстың әсерінен және ғарыштық сәулелермен шақырылған жылулық нейтрондардың әсерін ескермегенде, Халықаралық ғарыш станциясындағы деңгейге жақын болуы мүмкін.
The diagram above indicates that a main radiation exposure is about 20 mrad/d resulting in annual dose of about 73 mGy/a. However occasional solar proton events (SPEs) produce a hundred and more times higher doses (see the diagram above). SPEs, which were observed by MARIE, were not observed by sensors near Earth confirming that SPEs are directional. Thus the average in orbit doses were about 400–500mSv/a. JPL reported that MARIE measured radiation levels were two to three times greater than that at the International Space Station (which is 100–200 mSv/a). The levels at the Martian surface might be closer to the level at the ISS due to atmospheric shielding – ignoring the effect of thermal neutrons induced by GCR.