방사선으로 인해 화성 임무가 4년으로 제한될 수 있음

SYFY의 The Ark(현재 Peacock에서 스트리밍 중!)에서 인간 탐험가들은 지구에서 4.2광년 떨어진 프록시마 센타우리 b까지의 긴 여행을 견뎌야 합니다. 그 정도 규모의 여행을 시작하는 것은 엄청난 거리 때문에 거의 불가능해 보입니다. 프록시마 센타우리(Proxima centauri)는 바로 옆집 별이지만, 우리의 가장 빠른 기계가 거기에 도달하려면 수천 년이 걸릴 것입니다. 우리 태양계의 관심 지점까지 여행하려면 지난 몇 년간의 임무가 필요합니다.

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예를 들어, 화성으로의 유인 임무는 왕복 약 2년이 소요됩니다. 지구와 화성이 궤도를 따라 이동하는 방식 때문에 훨씬 더 빠른 우주선을 만들지 않고서는 임무 수행 시간을 단축하기가 어렵습니다. 어떤 관점에서는 화성 탐험가를 장기간 체류하도록 보내는 것이 더 합리적일 수 있습니다. 2년의 여행 시간을 고려하고 있다면 번거로움을 감수할 가치가 있는 체류를 원할 것입니다. 그러나 새로운 연구에 따르면 화성 탐사는 4년 이상 지속되어서는 안 되며, 우주 방사선의 위험을 최소화하기 위해 특정 시간에만 발사해야 한다고 합니다.

사람들을 다른 행성에 두는 데에는 많은 어려움이 있습니다. 그들을 살아 있고 건강한 정신으로 그곳에 데려가는 것은 결코 작은 일이 아니며 단지 시작일 뿐입니다. 화성에 착륙한 후에는 외부 환경으로부터 보호할 곳, 숨쉴 공기, 먹을 음식, 마실 물 등이 모두 필요하며, 이 모든 것은 현장에서 생산되거나 집에서 가져와야 합니다. 전 세계의 과학자들은 유인 화성 탐사에 앞서 이러한 문제를 해결하기 위해 노력하고 있지만 상대적으로 안전한 지구를 떠나는 사람은 우주에서 나오는 치명적인 방사선과도 싸워야 합니다.

사진: Elen11 / 게티 이미지

당신이 지구에 있을 때, 당신은 행성 자체에 의해 직접 우주 방사선으로부터 보호됩니다. 우주의 한 쪽에서 당신에게 다가오는 모든 것은 그것이 당신에게 닿기 전에 행성에 충돌할 것입니다. 또한 일종의 역장처럼 작용하여 우주 에너지 폭발로부터 사용자를 보호하는 지구 자기장에 의해 눈에 덜 띄게 보호됩니다. 지구 저궤도의 우주 비행사도 동일한 보호 혜택을 받습니다. 표면 위 250마일에서도 지구를 등지고 있는 행성의 자기장으로 둘러싸여 있지만, 일단 지구의 자기권을 벗어나면 태양 에너지 입자(SEP)와 은하 우주 광선의 모든 힘에 노출됩니다. (GCR).

Space Weather 저널에 발표된 연구에 따르면 두 가지 유형의 우주 방사선의 강도는 적어도 우리 태양계 경계 내에서 태양 활동에 의해 크게 좌우됩니다. 태양이 11년 태양 주기를 통해 이동할 때 각 유형의 양에 상응하는 밀물과 썰물이 있습니다. 태양이 태양 최대치에 있을 때 우리는 더 많은 SEP와 더 적은 GCR을 볼 수 있습니다. GCR의 감소는 최대 기간 동안 태양 자체로부터 추가적인 자기 차폐의 결과입니다. 태양이 태양 최소점에 있을 때는 그 반대가 적용됩니다.

연구원들은 시뮬레이션을 실행하여 화성 도로 여행을 위해 지구를 떠나기에 가장 안전한 시간에 대한 숫자를 계산했습니다. 그들은 태양이 가장 활발할 때인 태양 최대치나 그 근처에 발사 날짜를 권장합니다. 이는 우주 비행사에게 우주선으로부터 가장 큰 자연적 보호를 제공할 것입니다. 최적의 차폐 기능을 사용하면 지구 자기권 보호 속으로 다시 미끄러지기 전에 4년간의 임무를 안전하게 수행할 수 있다고 계산합니다.

직관에 반해 차폐를 더 추가한다고 해서 반드시 임무 시간이 연장되는 것은 아니며 실제로 우주선이나 건물 내부의 우주비행사가 받는 선량도 증가할 수 있습니다. 이는 에너지가 풍부한 GCR과 차폐물 자체 사이의 상호작용에 의해 생성된 2차 방사선 때문입니다. 중요한 것은 이 연구에서는 일반적으로 사용되는 알루미늄 차폐만 조사했다는 것입니다. 기존 및 신흥 복합 재료는 향상된 차폐 기능과 더 긴 비행 시간을 제공할 수 있습니다.

시스템에서 완전히 벗어나 다른 별을 향해 나아가는 것은 완전히 또 다른 종류의 문제입니다. 이것이 아마도 Ark One의 승무원이 그토록 힘든 일을 겪고 있는 이유일 것입니다. 지금 Peacock에서 스트리밍 중인 방주를 잡아보세요!