最新研究:太空人在月球上遭受輻射量是在地球表面的 200 倍

2020-12-08 IT之家

北京時間 9 月 30 日消息,科學家對太空人在月球上所受到的輻射劑量已經有了相當準確的估計,但這一結果可能還不足以阻止人類再次登上月球展開探索

通過一項新研究,我們終於知道了未來的月球漫步者將會面臨什麼樣的輻射環境。太空人在月球表面蹦蹦跳跳時,每小時將吸收約 60 微西弗的輻射,這比在跨大西洋客機上的輻射劑量高 5 到 10 倍,約是我們在地球表面上所受到輻射劑量的 200 倍。

換言之,太空人在月球上的長期停留將使其身體暴露在高劑量的輻射下。儘管這些數值確實很高,但對於未來的登月任務而言,可能還不足以成為主要的妨礙因素。

先進著陸器的開拓性結果

科學家很早就知道,月球上的輻射水平相對較高,因為那裡沒有大氣層或磁場作為保護(幸運的是,地球擁有這兩種屏障,保護著生命免受有害輻射的威脅)。但是,多年來的研究表明,精確的月球輻射數值很難確定。

例如,美國國家航空航天局(NASA)局的阿波羅號太空人在 1969 年至 1972 年間登上月球時,所用的輻射計記錄的是任務期間累積的總輻射劑量,而不是月球表面輻射水平的詳細情況。新的研究使科學家有了更詳細的認識。

這些數據是由德國製造的 「月球著陸器中子及輻射劑量探測儀」(Lunar Lander Neutron and Dosimetry,簡稱 LND)提供的,而搭載該儀器的正是中國的嫦娥四號登月任務。2019 年 1 月,嫦娥四號在月球未被探測的背面首次實現了軟著陸,創造了歷史。

嫦娥 4 號由名為 「玉兔 2 號」的月球車和著陸器組成,目前二者仍在運行中,LND 是著陸器科學有效載荷的一部分,其所處位置得到了部分防護,可以 「很好地顯示太空服內的輻射情況」。

LND 的數據顯示,像銀河宇宙射線(galactic cosmic rays,簡稱 GCRs)這樣的高能帶電粒子,在月球表面每小時 60 微西弗的總劑量中約佔 75%,這些粒子被遙遠的超新星爆發加速到極高的速度。

根據 9 月 25 日在線發表在《科學 - 進展》(Science Advances)雜誌上的這項新研究,月球上的銀河宇宙射線輻射量比國際空間站上的太空人所受到的要高出 2.6 倍(空間站在地球大氣層上空運行時,會受到地球磁場的保護)。

不會妨礙阿爾忒彌斯計劃

美國國家航空航天局(NASA)正致力於在 2024 年將太空人送上月球,並通過名為 「阿爾忒彌斯」(Artemis)的太空探索計劃,於這個十年內在月球及其周圍建立一個人類可持續存在的空間站。NASA 官員表示,在阿爾忒彌斯計劃中獲得的經驗也將有助於為載人登陸火星鋪平道路,而按照 NASA 的設想,載人登陸火星將在本世紀 30 年代實現。

一份對 NASA 的輻射暴露要求的解讀顯示,最新報告的這些數據並不會影響阿爾忒彌斯計劃。NASA 的要求規定,任何太空人接受的職業輻射劑量都不能導致其終生癌症死亡風險增加 3% 以上。造成這種危險的總當量劑量除其他因素外,還取決於太空人的性別,以及開始接受輻射時的年齡。

女性和年輕太空人面臨的風險更大。例如,一名 25 歲就開始航天生涯的女太空人的職業暴露上限為 100 萬微西弗,而 55 歲就開始飛行的男性的職業暴露上限是這個上限的四倍。不過,在每小時 60 微西弗的情況下,這位 25 歲的女太空人可以用將近 700 天的時間探索月球表面,才會超過她的壽命暴露極限(這一計算並不包括她往返月球的時間)。

該研究的作者表示,LND 測量的銀河宇宙射線數值可能高於在月球表面漫步的太空人經歷的任何輻射暴露,因為這些數據是在太陽的 11 年活動周期中不活躍的時期收集的,相對而言,更多的銀河宇宙射線能夠掠過日球層、帶電粒子泡和太陽自身周圍的磁場。

然而,這一切並不意味著在阿爾忒彌斯計劃中,太空人的登月時限只有兩年;為了安全起見,NASA 無疑希望太空人的輻射暴露隨時間 「攤平」。例如,對於在國際空間站上飛行的 NASA 太空人,其每年的輻射量均不能超過 50000 微西弗。

另一方面,NASA 可能也會盡力將阿爾忒彌斯計劃太空人所經歷的輻射風險降到最低,尤其是那些在月球表面執行任務及繞月飛行的太空人。

「在時間更長的登月任務中,太空人必須保護自己免受(輻射暴露),他們可以用一層厚厚月球巖石蓋住居住地,」研究作者之一、德國基爾大學的羅伯特 · 維默爾 - 施魏因格魯伯(Robert Wimmer-Schweingruber)說,「這可以降低在月球上長時間生活而導致的癌症和其他疾病的風險。」維默爾 - 施魏因格魯伯的團隊建造了 LND。

這些措施也將有助於防範零星但有潛在危險的太陽爆發,即所謂的太陽質子事件(solar particle events,簡稱 SPEs)。在這項新研究的覆蓋範圍內,LND 沒有發現任何太陽質子事件,但未來的月球探險者很可能會遭遇這些高能粒子。

相關焦點

  • 太空人在月球上會遭受多少輻射?
    通過一項新研究,我們終於知道了未來的月球漫步者將會面臨什麼樣的輻射環境。該研究稱,太空人在月球表面蹦蹦跳跳時,每小時將吸收約60微西弗的輻射。研究人員表示,這比在跨大西洋客機上的輻射劑量高5到10倍,約是我們在地球表面上所受到輻射劑量的200倍。
  • 嫦娥四號首次直接測量月球表面輻射 是地球200倍
    這一結果讓研究人員更好地了解未來的工作人員將需要多少保護性屏蔽。科學家發現在月球表面停留 2 個月暴露的輻射量,相當於在國際太空站上待 5 個月。20世紀60年代和70年代,阿波羅任務中的太空人攜帶劑量計來測量他們的輻射量,但這些設備記錄的是他們整個旅程的總輻射量,而不僅僅是他們在月球表面的時間。
  • 月球輻射是地球200倍,登月太空人罹患癌症和不孕症風險將大大...
    不過,中、德兩國科學家最近在美國《科學進展》(Science Advances)雜誌上共同發表的一項新研究顯示,科學家利用嫦娥4號著陸器探測的數據表明月球輻射量是地球的200倍。由此,人類登陸月球將使健康受損,可能引發癌症、白內障、不孕不育與神經性退化疾病。由於月球既沒有保護磁場也沒有大氣層,月球表面的輻射場與行星際空間的輻射場相似。
  • 嫦娥四號測量出月球表面輻射劑量,是地球的200倍
    我國的嫦娥四號探測器登月後,第一次針對月球表面輻射測量的結果出爐了,科學家發現在月球表面停留2個月暴露的輻射量,相當於在國際太空站上待5個月。德國基爾大學天體物理學家羅伯特·威默-舒維魯伯格表示:「月球的輻射比國際空間站的輻射高2到3倍。這樣一來,太空人在月球表面的停留時間被限制在大約兩個月之內。」
  • 月球上行走的人受到地球上所經歷輻射量的200倍
    (照片來自Nicolas Economou / NurPhoto,Getty Images)據《科學》雜誌的亞當·曼(Adam Mann)報導,在月球上行走的12名人類都受到了我們在地球上所經歷的輻射的大約200倍的轟炸。
  • 月球有了新發現!月球表面輻射有了更準確數值
    北京時間10月9日報導,科學家已經對在月球上的輻射量有了極為準確的計算,結果顯示輻射量目前還是讓人類可以正常登陸探索的。德國航天中心航空航天醫學研究所的輻射物理學家、此次研究的人員之一——託馬斯·伯格說:"換句話說,目前太空人如果在月球上長時間停留會遭受很多輻射。"但數值再高,對於以後的登月任務來說,並不會成為最大的影響。
  • 研究表明,月球上的輻射水平是地球上的200倍
    月球經常受到宇宙輻射的轟擊,而且不像地球有磁場保護它的安全,月球表面沒有保護措施來防止這些潛在的危險粒子。現在,一項研究首次測量了月球上的輻射水平,發現其輻射水平是地球上的200倍。然而,專家表示,對於月球的長期探索來說,這些水平仍然是安全的。
  • 你知道月球表面多殘酷嗎?輻射是地表的200倍啊
    月球表面的輻射大約是國際空間站的2至3倍,是地球表面的200倍。這些數據是由在月球背面著陸的中國嫦娥四號任務收集的。美國宇航局和世界各地的其他航天機構都計劃儘快將人類送上月球,但安全問題,必須一如既往地高度重視。
  • 你知道月球表面多殘酷嗎?輻射是地表的200倍啊
    據外媒BGR報導,研究人員已經確定,由於多種因素的綜合作用,月球表面具有很強的輻射。
  • 月球輻射水平竟然是地球的200倍!太空人如何防護?
    月球不斷受到宇宙射線的轟炸,與地球上有磁場保持安全不同,月球表面沒有保護這些潛在危險粒子的裝置。現在,一項研究首次測量了月球上的輻射水平,發現它們是地球上輻射水平的200倍。但是,專家表示,該水平儀對於長期探索月球仍然是安全的。
  • 人類登月面臨巨大挑戰,科學家:月球表面輻射強度超地球200倍!
    通過當時的測量數據證明,太空人是可以在月球表面停留上幾天的,而該結果正是美國宇航局高層當時所期望的。然而,隨著科學技術的發展,目前對於月球表面輻射強度的測量一般都會藉助中國於2019年發射的嫦娥四號月球探測器來完成。
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  • 超地球200倍!嫦娥四號探測到月球輻射,人類還能常駐月球嗎?
    月球是地球唯一的衛星,也是距離地球最近的衛星,因此人類首先探索的星球是月球,未來考慮建設星際基地的目的地也是月球。儘管如此,月球的自然環境並不符合人類的要求,首先它的表面既沒有流淌著的液態水,也沒有合適的溫度,而造成這一切環境條件形成的因素是月球缺乏大氣層。
  • 新研究揭示月球表面的輻射有多強
    據外媒BGR報導,研究人員已經確定,由於多種因素的綜合作用,月球表面具有很強的輻射。月球表面的輻射大約是國際空間站的2至3倍,是地球表面的200倍。這些數據是由在月球背面著陸的中國嫦娥四號任務收集的。我們已經知道太空中的輻射是一個嚴重的問題,但新的數據揭示了月球表面的放射性有多強。正如研究人員在《科學進展》雜誌上的一篇新論文中報告的那樣,月球表面的輻射水平是國際空間站的2至3倍,與地球表面相比,月球表面的輻射水平已經很高了。這些數據是中國嫦娥四號任務收集到的,該任務向月球背面發射了一個著陸器和月球車,歷史上首次完成了遠端軟著陸。
  • 讓咱知道:月球上有多少輻射 太空人面臨多大生命威脅
    、已經2019的實現結果披露,第一次向人類科學、公開地展示了:月球上,到底會有多少輻射!因此,若太空人在月球上停留,他們最大的停留時間,最好在2個月內。這還必須考慮包括了往返月球時的那部分輻射。相比地球,月亮表面所受到的宇宙輻射量,會是地表的200倍以上,不同於藍色星球,有厚厚的大氣為人類遮擋住了大量的宇宙輻射和太陽粒子輻射
  • 讓咱知道:月球上有多少輻射 太空人面臨多大生命威脅
    而最近,一個中國聯合德國的科研團隊,在學術權威雜誌《科學進展》,一項關於中國嫦娥4號,在月球表明上所採集的數據研究、已經2019的實現結果披露,第一次向人類科學、公開地展示了:月球上,到底會有多少輻射!
  • 中國月球車完美探測出月球輻射量,為中國人登月做好準備
    月球漫步者振作起來-中國的嫦娥四號著陸器首次對撞擊月球表面的強烈輻射進行了詳細測量,發現它對人類探索是安全的。 研究結果使研究人員對未來的工作人員需要多少防護罩有了更好的了解。1960年代和70年代執行阿波羅計劃的太空人使用劑量計來測量其輻射暴露量,但這些裝置在整個旅程中都捕獲了全部輻射量,而不僅僅是在月球表面的時間。
  • 中國科學家:在月球發現一大危險!它比在地球上可怕1000倍
    26日,中國科學家公布最新發現:月亮上的太空人受到的輻射,最高達地球上的1000倍!這讓未來的月球探測與開發任務,變得相當的危險!,月亮上的太空人將遭遇到強度為兩到三倍的輻射。而比起在地球上的人們,月亮上的太空人受到的輻射多出200至1,000倍。也就是說,未來的月亮探險者如果長期在月亮表面工作,將面臨極為危險的過高輻射水平。這種嚴重健康隱患,迫使太空人需要穿著極厚的防護服,又或者在遮擋設備下獲得保護。
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  • 月球表面的宇宙輻射相比地球大200倍左右
    據外媒報導,搭載中國嫦娥四號探測器登陸月球的一個德國小型儀器首次測量了月球表面存在的太空輻射這些發現來自德國航空太空中心,該中心報告說,如果沒有足夠的保護,人體在任何長時間內都難以應對這種表面輻射。根據測量結果,與在地面上相比,月球表面的宇宙輻射要大200倍左右。 嫦娥四號探測器於2019年1月抵達月球表面,搭載了來自德國的月表中子及輻射劑量探測儀 (LND)等。