Mars jest niebezpieczny, ale w tych miejscach będzie można się schronić

W najbliższych dekadach czeka nas co najmniej kilka misji marsjańskich. Jeżeli wszystko pójdzie zgodnie z planem, to na Czerwoną Planetę polecą także ludzie. To oznacza, że coraz poważniej trzeba się zastanowić nad bezpieczeństwem astronautów. Czy Mars nadaje się do założenia stałej bazy?
Marsjańskie bazy pod powierzchnią planety? Jest to jakaś myśl
Marsjańskie bazy pod powierzchnią planety? Jest to jakaś myśl

Załogowe misje marsjańskie planuje NASA, ale także Chiny. Obie agencje chcą wysłać swoje statki kosmiczne w latach 2033, 2035, 2037, a następnie co 26 miesięcy (kiedy Ziemia i Mars będą najbliżej na swoich orbitach). Długoterminowym celem jest utworzenie na Czerwonej Planecie bazy, która miałaby spełniać rolę centrum tranzytowego. Chińczycy oświadczyli, że ich placówka badawcza ma mieć charakter stały.

Czytaj też: Marsjański Tantal sfotografowany. Zobaczcie zdjęcia przesłane przez sondę Mars Express

O zagrożeniach czyhających na astronautów podróżujących przez 6-9 miesięcy w nieznane napisano już opasłe tomy. Trzeba także pamiętać o niebezpieczeństwach występujących na samej planecie. Naukowcy postanowili przeczesać powierzchnię Marsa w poszukiwaniu miejsca, gdzie promieniowanie będzie najsłabsze – tam będzie można założyć bazę. Wyniki opisano w Journal of Geophysical Research: Planets.

Gdzie osiedlić się na Marsie?

Zespół kierowany przez adiunkta Jiana Zhanga z University of Science and Technology of China dokładnie zajął się problemem promieniowania – biorąc pod uwagę wszystkie etapy misji. Ponieważ Mars ma cienką atmosferę (mniej niż 1 proc. ciśnienia powietrza na Ziemi) i nie ma ochronnej magnetosfery, galaktyczne promienie kosmiczne mogą rozprzestrzeniać się i oddziaływać bezpośrednio z powierzchnią Czerwonej Planety.

Poziom narażenia na promieniowanie zależy od grubości atmosfery, a ta zmienia się w zależności od wysokości. W nisko położonych obszarach – jak słynny system kanionów Valles Marineris i jego największy krater (Hellas Planitia), ciśnienie atmosferyczne szacuje się odpowiednio na ponad 1,2-1,24 kPa. To ok. dwa razy więcej niż średnia wartość 0,636 kPa i nawet 10 razy więcej niż ciśnienie atmosferyczne w wysoko położonych miejscach, takich jak Olympus Mons (największa góra Układu Słonecznego).

Różna wysokość nad poziomem morza oznacza różną grubość atmosfery. Wysoko położone miejsca mają zazwyczaj cieńszą atmosferę na górze. Promieniowanie wysokoenergetycznych cząstek musi przejść przez atmosferę, aby dotrzeć do powierzchni Marsa. Jeśli grubość atmosfery się zmienia, promieniowanie powierzchniowe również może się zmienić. Wysokość nad poziomem morza może więc wpływać na promieniowanie powierzchniowe Marsa.prof. Jingnan Guo, promotor doktoratu Jiana Zhanga, specjalista od Marsa

Oprogramowanie Atmospheric Radiation Interaction Simulator (AtRIS), wykorzystujące algorytmy prawdopodobieństwa Monte Carlo do symulacji oddziaływań cząstek z atmosferą i terenem Marsa, oszacowało wpływ grubości atmosfery na poziom promieniowania.

Używamy metody Monte Carlo o nazwie GEANT4 do modelowania transportu i interakcji cząstek energetycznych z marsjańską atmosferą i regolitem. Środowisko Marsa jest tworzone z uwzględnieniem składu i struktury atmosfery Marsa oraz właściwości regolitu. Wejściowe widma cząstek na szczycie atmosfery Marsa są uzyskiwane również z modeli skalibrowanych danymi, które opisują wszechobecne środowisko promieniowania cząstek w przestrzeni międzyplanetarnej, zawierające naładowane cząstki różnych gatunków, którymi są głównie protony (~87%), jony helu (12%), a także niewielkie ślady cięższych jonów, takich jak węgiel, tlen i żelazo.prof. Jingnan Guo

Badania wykazału, że najlepsze miejsca dla przyszłych baz na Marsie znajdowałyby się na obszarach nisko położonych i na głębokości 1-1,6 m pod powierzchnią. Dlatego też Vastitas Borealis oraz Valles Marineris wydają się być odpowiednimi miejscami. Oprócz tego, że w tych regionach panuje wyższe ciśnienie atmosferyczne, pod powierzchnią ziemi znajduje się duża ilość lodu wodnego.