Murray Buttes. (NASA/JPL-Caltech/MSSS) Mars wird mit Strahlung bombardiert. Ohne einen magnetischen Schutzschild und eine dichte Atmosphäre wie die der Erde kann Strahlung aus dem Weltraum nahezu ungehindert zur Marsoberfläche gelangen. Unsere Maschinen können sich ungestraft an der Oberfläche bewegen und dieser Strahlung ausgesetzt sein.
Aber nicht Menschen. Für den Menschen ist all diese Strahlung eine tödliche Gefahr.
Wie können potenzielle menschliche Entdecker damit umgehen? Nun, sie werden Schutz brauchen. Und entweder müssen sie es mitbringen oder es dort irgendwie aufbauen.
Oder vielleicht nicht. Vielleicht könnten sie natürliche Merkmale als Teil ihres Schutzes nutzen.
Eine neue Studie unter Verwendung von Daten des Mars Science Laboratory (MSL) Curiosity hat aufgedeckt, wie die natürlichen Landschaftsmerkmale des Mars einen gewissen Schutz vor Strahlung bieten können. Konkret zeigt es, wie Mars-Kugeln Schutz vor hochenergetischen Teilchen aus dem Weltraum bieten.
Die Studie trägt den Titel „ Richtungsabhängigkeit der Marsoberflächenstrahlung und Ableitung der nach oben gerichteten Albedostrahlung ' und es ist veröffentlicht in Geophysikalische Forschungsbriefe . Der Hauptautor ist Guo Jingnan von der University of Science and Technology of China.
Als MSL Curiosity 2012 auf der Marsoberfläche landete, trug es in seiner Nutzlast ein Instrument namens Strahlungsbewertungsdetektor (RAD).
Bei RAD geht es um die Vorbereitung zukünftiger menschlicher Besuche auf dem Mars. Es erkennt und misst schädliche Strahlung auf dem Mars, die von der Sonne und anderen Quellen ausgeht. Es kann auch die Gefahr beurteilen, die Strahlung für eventuell auf dem Mars vorhandenes mikrobielles Leben darstellt. RAD ist etwa so groß wie ein Toaster und sitzt unauffällig auf der Oberfläche des Curiosity.
Eines der Gebiete, die MSL mit RAD untersucht hat, ist die Region Murray Buttes. Die Region Murray Buttes liegt am unteren Mt. Sharp im Gale-Krater. Curiosity diente in erster Linie dem Studium der Geologie, insbesondere der Sandsteinmerkmale und einer Art Schichtung, die als „Kreuzbettung“ bezeichnet wird.
Aber auch dort sammelte RAD weiterhin Daten. Und diese Daten zeigten einen Rückgang der Oberflächenstrahlung.
MSL Curiosity verbrachte 13 Sols in der Nähe eines Hügels in der Gegend von Murray Buttes. Dort wurden hauptsächlich Oberflächenforschungs- und Bohrarbeiten durchgeführt. Aber auch RAD war aktiv und ermöglichte Wissenschaftlern eine 13-tägige Auslesung von Strahlungsdaten an einem Ort.
Die RAD-Daten zeigten, dass es in der Nähe des Hügels zu einer Verringerung der Strahlendosis um etwa 5 Prozent kam. Das Forschungsteam erstellte außerdem eine Himmelssichtbarkeitskarte, aus der hervorgeht, dass 19 Prozent des Himmels verdeckt waren, als sich der Rover neben dem Hügel befand.
Dies ist kein wissenschaftlicher Volltreffer, wenn es darum geht, künftige menschliche Entdecker vor Strahlung zu schützen, aber es handelt sich um wichtige Daten.
Die Daten sind nuancierter. Während der Fahrt durch das Gebiet von Murray Buttes hatte Curiosity aufgrund der Geländebeschaffenheit keine freie Sicht auf den Himmel. Deshalb konstruierte das Team die Panoramaansicht des Himmels aus Durchschnittswerten mehrerer vorangegangener Monate, um sie mit den während des 13-Sol-Parkens gesammelten Daten zu vergleichen.
Es gibt einige Näherungswerte bei diesen Durchschnittswerten, aber das muss genügen.
Eine Himmelskarte zur Veranschaulichung der Auswirkung des Butte auf die Strahlenbelastung. (Jingnan et al., GRL, 2021)
Die gepunktete rote Linie im Bild oben stellt diese Näherungen und Durchschnittswerte dar.
RAD hat noch etwas anderes gefunden. Strahlung, die auf Dinge oder Menschen auf der Marsoberfläche trifft, stammt aus dem Weltraum. Und der Großteil der Strahlung, die auf eine Person oder ein Gerät trifft, kommt direkt vom Himmel.
Ein Teil der Strahlung ist jedoch Albedostrahlung, das heißt, sie wird von der Oberfläche reflektiert und trifft von unten auf Objekte. Was hat RAD darüber herausgefunden?
Es zeigt sich, dass dieselben Oberflächenmerkmale, die Schutz vor direkter Strahlung bieten können, auch die reflektierte Strahlung erhöhen können. RAD hat gezeigt, dass Buttes eine Erhöhung dieser sekundären, reflektierten Strahlung bewirken können. Das ist eine der Komplexitäten beim Verständnis der Strahlung auf dem Mars.
Die Strahlungsdosis auf der Marsoberfläche ist nicht konstant, sondern schwankt. Heliosphärische Veränderungen können sich darauf auswirken, ebenso wie der Winkel des Himmels, dem Entdecker ausgesetzt sein können. Ein steilerer Winkel bedeutet, dass die Strahlung mehr Atmosphäre durchdringen muss, was die Oberflächenexposition verändert.
Die Umlaufbahn des Mars verändert seinen Abstand zur Sonne, was sich auch auf die Oberflächenstrahlung auswirkt. In tieferen Lagen ist die Strahlung geringer als in höheren Lagen. Und Strahlung ist kein homogenes Phänomen: Es gibt Protonen, Alphateilchen, Ionen verschiedener Elemente, Neutronen und Gammastrahlen.
Insgesamt trägt die Studie dazu bei, ein vollständigeres Bild der Strahlungsumgebung des Mars zu zeichnen. Es wurde viel über die In-situ-Ressourcennutzung auf dem Mars nachgedacht. Schutz ist für Entdecker auf dem Mars ein Hauptbedürfnis, und wenn durch die Nutzung vorhandener Geländemerkmale zum Schutz ein Vorteil erzielt werden kann, dann passen diese Merkmale irgendwo in ein Missionsprofil.
Es wird bereits viel darüber gesprochen, Stützpunkte in Lavaröhren zu errichten, wo die Menschen durch meterweise Mars-Regolith geschützt würden. Aber Astronauten können nicht ihre ganze Zeit dort verbringen. Sie müssen sich in die Strahlung begeben.
Jede Mission zum Mars, an der Menschen beteiligt sind, erfordert unzählige Eventualitäten. Im Falle eines Notfalls wird es von entscheidender Bedeutung sein, die Strahlendosis der Astronauten so gering wie möglich zu halten.
Tatsächlich wird die gesamte Mission so geplant, dass die jährliche Belastung in Grenzen bleibt. Es ist nicht allzu schwer, sich vorzustellen, dass Planetenforscher jeden möglichen Strahlungsschutz nutzen, um mit einem Geräteausfall oder einem anderen Missgeschick zurechtzukommen.
Detaillierte Strahlungskarten, die die Himmelsstrahlung, das Gelände und alles andere berücksichtigen, könnten Leben retten.
Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lies das originaler Artikel .