Солнечная вспышка. Изображение: НАСА, SDO
Потоки энергичных частиц, образовавшиеся в солнечных вспышках, подчиняются закономерностям. К такому выводу пришёл в ходе исследования Рихо Ныммик, доктор физико-математических наук, ведущий научный сотрудник Научно-исследовательского института ядерной физики им. Д.В. Скобельцына Московского государственного университета им. М.В. Ломоносова. Об этом он расскажет на 40-й Научной ассамблее Международного комитета по исследованию космического пространства (КОСПАР).
Выявленные физиком закономерности позволят достоверно описать и прогнозировать радиационную обстановку в космическом пространстве, определить наиболее радиационно безопасный период и трассу для межпланетного полёта, а также выявить требования к проектированию и сооружению постоянных баз обитания на Луне и Марсе.
«На Солнце время от времени происходят яркие точечные вспышки, называемые солнечными. В ходе этих солнечных вспышек ускоряются разнообразные энергичные частицы (с энергией от 10 кэВ до десятков ГэВ) - протоны, заряженные ионы атомов, электроны, нейтроны и другие. В некоторых случаях потоки этих частиц вырываются из солнечной атмосферы в межпланетное пространство, где они, распространяясь, подвергаются как дополнительному ускорению, так и рассеянию и замедлению. Эти потоки солнечных энергичных частиц и представляют серьёзную радиационную угрозу для экипажа и оборудования межпланетных космических кораблей и станций», - пояснил Рихо Ныммик.
В основу работы учёного вошли данные GOES (Geostationary Operational Environmental Satellite - Геостационарный эксплуатационный спутник наблюдения за окружающей средой), IMP (Interplanetary Monitoring Platform - Межпланетная платформа мониторинга), ACE (Advanced Composition Explorer - Исследователь полного состава частиц и излучений), серии метеорологических спутников «Метеор», высотных баллонов для исследования космических частиц и наземных нейтронных мониторов для исследования высокоэнергичных частиц из космоса.
Рихо Ныммик установил целый ряд закономерностей, присущих потокам солнечных энергичных частиц, о трёх основных из которых он более подробно расскажет в устных докладах под номерами С01.14; С01.15; С01.16:
1. Частота потоков солнечных энергичных частиц зависит от уровня солнечной активности (доклад С01.14).
Одним из показателей солнечной активности является количество солнечных пятен. Солнечные пятна представляют собой временные явления в атмосфере, точнее, в фотосфере Солнца, которые появляются в виде тёмных пятен. Они обусловлены локальными колебаниями магнитного поля Солнца с образованием на поверхности Солнца участков пониженной температуры. Рихо Ныммик выявил, что средняя частота потоков солнечных высокоэнергичных частиц пропорциональна количеству солнечных пятен.
2. Количество протонов, составляющих основную часть событий (выбросов) солнечных энергичных частиц, наблюдаемое в окрестностях Земли, зависит от того, какова их доля в потоке солнечных энергичных частиц, как протоны по пути к Земле размножаются, рассеиваются, ускоряются (доклад С01.15).
3. Количество частиц в потоке солнечных энергичных частиц с увеличением энергии падает (доклад С01.16).
Чем выше энергия частиц, тем глубже частицы проникают в вещество, например, в защитный экран космического аппарата, в тело космонавта.
Изучив закономерности, Рихо Ныммик обнаружил, что к радиационной защите аппаратуры и человека при длительных космических полётах и проектировании баз на других планетах и Луне необходимо предъявить более жёсткие требования, чем это принималось до последнего времени.