Во время миссии Артемида-2 четыре астронавта NASA впервые за более чем полвека отправятся в пилотируемый полет вокруг Луны, покинув защиту магнитного поля Земли. Это означает, что экипаж окажется в условиях открытого космоса, где основной угрозой становится явления, вызванные активностью Солнца, так называемая «космическая погода».
Космическая погода включает в себя солнечный ветер, вспышки и корональные выбросы массы. Солнечные вспышки считаются одними из самых мощных процессов в Солнечной системе, самые сильные из них высвобождают энергию, сопоставимую с миллиардами водородных бомб. Корональные выбросы массы представляют собой гигантские облака заряженных частиц, которые могут в сотни раз превышать размеры Земли. Однако наибольшую опасность для астронавтов представляют так называемые события солнечных частиц, потоки ускоренных частиц, способных двигаться почти со скоростью света.
Если подобное событие произойдет вблизи космического корабля Orion, уровень радиации внутри него может резко возрасти. Длительное воздействие радиации повышает риск развития онкологических заболеваний и может повлиять на когнитивные функции и работоспособность экипажа. Поэтому одной из ключевых задач миссии Артемида-2 станет минимизация этих рисков.
В течение всего 10-дневного полета NASA совместно с Национальным управлением океанических и атмосферных исследований США (NOAA) будут круглосуточно отслеживать активность Солнца. Специалисты анализируют данные в режиме реального времени, чтобы своевременно принимать решения по защите экипажа.
Как объясняют в Центре космических полетов имени Годдарда, основной фокус будет направлен на отслеживание солнечных вспышек и корональных выбросов, которые могут привести к опасным потокам частиц. Ученые оценивают масштаб выбросов, их скорость и вероятность того, что они пересекут траекторию корабля Orion.
Для этого используется сеть космических аппаратов, наблюдающих за Солнцем с разных точек Солнечной системы. Среди них обсерватория Solar Dynamics Observatory, совместный проект NASA и Европейского космического агентства Solar and Heliospheric Observatory, спутники NOAA, а также недавно запущенный аппарат Interstellar Mapping and Acceleration Probe.
Дополнительную роль играет и марсоход Perseverance, находящийся на Марсе. Благодаря своему расположению он может наблюдать обратную сторону Солнца, недоступную для наблюдений с Земли. Его камеры позволяют заранее обнаруживать крупные солнечные пятна, потенциальные источники вспышек, за одну-две недели до их появления на «видимой» стороне.
Внутри корабля Orion за уровнем радиации следят шесть специальных датчиков, установленных в разных частях кабины. Кроме того, каждый астронавт носит индивидуальный дозиметр. В случае повышения радиационного фона система предупреждает экипаж звуковыми и визуальными сигналами.
У NASA есть четкие пороговые значения радиации. При достижении первого уровня включается режим повышенного контроля и начинается координация с медицинскими и операционными командами. Если показатели продолжают расти, экипажу может быть рекомендовано укрыться.
Одним из способов защиты является увеличение массы вокруг астронавтов. Заряженные частицы частично поглощаются материалами, через которые проходят. Поэтому экипаж обучен в случае опасности перестраивать внутреннее пространство корабля, перемещать оборудование и размещать его таким образом, чтобы создать дополнительный защитный слой.
Помимо солнечной радиации, астронавты столкнутся и с другими источниками излучения. При выходе за пределы орбиты Земли корабль проходит через радиационные пояса Ван Аллена, области с высокой концентрацией заряженных частиц. Также на экипаж будут воздействовать галактические космические лучи, приходящие из-за пределов Солнечной системы.
По оценкам специалистов, суммарная радиационная нагрузка во время миссии Artemis II будет сопоставима с пребыванием на Международной космической станции в течение одного месяца: примерно 5% от допустимого карьерного лимита астронавта. Однако любые дополнительные солнечные события могут увеличить этот показатель.
Для координации всех этих процессов в NASA действует специальный центр анализа космической погоды, который совместно с другими подразделениями и NOAA формирует прогнозы и рекомендации для центра управления полетом. Эти данные, а также показания датчиков на борту Orion, станут основой для принятия решений, от которых напрямую зависит безопасность экипажа.
