هل تخطط لرحلة إلى المريخ؟ خذ الكثير من الحماية. وفقًا لأجهزة الاستشعار الموجودة في المركبة الفضائية ACE التابعة لوكالة ناسا ، وصلت الأشعة الكونية المجرية إلى أعلى مستوى لها في عصر الفضاء.
يقول ريتشارد ميوالدت من كالتك: "في عام 2009 ، زادت كثافة الأشعة الكونية بنسبة 19٪ بما يتجاوز أي شيء شهدناه في الخمسين عامًا الماضية". "إن الزيادة كبيرة ، وقد يعني ذلك أننا بحاجة إلى إعادة التفكير في مقدار ما يأخذه رواد الحماية من الإشعاع معهم في مهام الفضاء البعيد".
سبب الزيادة هو الحد الأدنى للطاقة الشمسية ، هدوء عميق في النشاط الشمسي بدأ في حوالي عام 2007 ويستمر اليوم. لطالما عرف الباحثون أن الأشعة الكونية ترتفع عندما ينخفض النشاط الشمسي. إن النشاط الشمسي الآن ضعيف كما كان في العصر الحديث ، مما يمهد الطريق لما يسميه موالدت "عاصفة مثالية من الأشعة الكونية".
يقول دين بيسنيل من مركز جودارد لرحلات الفضاء: "إننا نشهد أعمق حد أدنى للطاقة الشمسية منذ ما يقرب من قرن ، لذا فليس من المستغرب أن تكون الأشعة الكونية بمستويات قياسية لعصر الفضاء".
تأتي أشعة المجرة الكونية من خارج النظام الشمسي. وهي جسيمات دون ذرية - بشكل رئيسي البروتونات ولكن أيضًا بعض النوى الثقيلة - تتسارع إلى سرعة خفيفة تقريبًا من خلال انفجارات المستعرات العظمى البعيدة. تسبب الأشعة الكونية "الاستحمام الهوائي" للجسيمات الثانوية عندما تضرب الغلاف الجوي للأرض. أنها تشكل خطرا على صحة رواد الفضاء. ويمكن لأشعة كونية واحدة تعطيل القمر الصناعي إذا اصطدم بدائرة متكاملة غير محظوظة.
المجال المغناطيسي للشمس هو خط دفاعنا الأول ضد هذه الجسيمات المشحونة والحيوية. النظام الشمسي بأكمله من عطارد إلى بلوتو وما بعده محاط بفقاعة مغناطيسية شمسية تسمى "الغلاف الشمسي". تنبع من دينامو الشمس المغناطيسي الداخلي وتتضخم إلى أبعاد ضخمة من الرياح الشمسية. عندما يحاول شعاع كوني دخول النظام الشمسي ، يجب أن يقاتل من خلال الطبقات الخارجية للغلاف الشمسي ؛ وإذا جعلته في الداخل ، فهناك مجموعة كبيرة من المجالات المغناطيسية تنتظر انتشار الدخيل وتحويله.
يشرح بيسنيل: "في أوقات النشاط الشمسي المنخفض ، يضعف هذا التدريع الطبيعي ، وأكثر الأشعة الكونية قادرة على الوصول إلى النظام الشمسي الداخلي".
يسرد Mewaldt ثلاثة جوانب من الحد الأدنى الحالي للطاقة الشمسية التي يتم دمجها لإنشاء العاصفة المثالية:
(1) المجال المغناطيسي للشمس ضعيف. "كان هناك انخفاض حاد في المجال المغناطيسي بين الكواكب (IMF) للشمس وصولا إلى 4 nanoTesla (nT) فقط من القيم النموذجية من 6 إلى 8 nT" ، كما يقول. "يساهم صندوق النقد الدولي هذا ، وهو رقم قياسي منخفض بلا شك ، في تدفقات الأشعة الكونية ذات الرقم القياسي".
(2) الريح الشمسية تنخفض. ويتابع قائلاً: "تُظهر القياسات التي أجرتها المركبة الفضائية يوليسيس أن ضغط الرياح الشمسية عند أدنى مستوى له منذ 50 عامًا ، لذا فإن الفقاعة المغناطيسية التي تحمي النظام الشمسي لا يتم تضخيمها كالمعتاد". فقاعة أصغر تعطي الأشعة الكونية لقطة أقصر في النظام الشمسي. بمجرد دخول الأشعة الكونية إلى النظام الشمسي ، يجب أن "تسبح ضد التيار" ضد الرياح الشمسية. انخفضت سرعات الرياح الشمسية إلى مستويات منخفضة للغاية في 2008 و 2009 ، مما يجعل من السهل على الأشعة الكونية المضي قدمًا.
(3) يتم تسوية الورقة الحالية. تخيل أن الشمس ترتدي تنورة باليرينا واسعة مثل النظام الشمسي بأكمله مع تيار كهربائي يتدفق على طول الطيات المتموجة. هذه هي "الورقة الحالية للغلاف الشمسي" ، وهي منطقة انتقالية شاسعة حيث تتغير قطبية المجال المغناطيسي للشمس من علامة زائد (شمال) إلى ناقص (جنوب). الورقة الحالية مهمة لأن الأشعة الكونية تميل إلى الاسترشاد بطياتها. في الآونة الأخيرة ، كانت الورقة الحالية تسطيح نفسها ، مما يتيح للأشعة الكونية الوصول المباشر إلى النظام الشمسي الداخلي.
"إذا استمر التسوية كما هو الحال في الحد الأدنى الشمسي السابق ، فيمكننا أن نرى تقلبات الأشعة الكونية تقفز على طول الطريق إلى 30٪ فوق الارتفاعات السابقة في عصر الفضاء" ، كما يتوقع موالدت.
الأرض ليست في خطر كبير من الأشعة الكونية الإضافية. يجتمع الغلاف الجوي لكوكب الأرض والمجال المغناطيسي لتشكيل درع هائل ضد الإشعاع الفضائي ، مما يحمي البشر على السطح. في الواقع ، لقد تجاوزنا العواصف أسوأ بكثير من هذا. منذ مئات السنين ، كانت تدفقات الأشعة الكونية أعلى بنسبة 200 ٪ على الأقل مما هي عليه الآن. يعرف الباحثون ذلك لأنه عندما تضرب الأشعة الكونية الغلاف الجوي ، فإنها تنتج نظير البريليوم 10 ، الذي يتم حفظه في الجليد القطبي. من خلال فحص النوى الجليدية ، من الممكن تقدير تدفقات الأشعة الكونية لأكثر من ألف عام في الماضي. حتى مع الطفرة الأخيرة ، فإن الأشعة الكونية اليوم أضعف بكثير مما كانت عليه في بعض الأحيان في الألفية الماضية.
يقول موالدت: "لقد شهد عصر الفضاء حتى الآن وقتًا منخفضًا نسبيًا لنشاط الأشعة الكونية". "ربما نعود الآن إلى المستويات المعتادة في القرون الماضية."
ستستمر المركبة الفضائية التابعة لوكالة ناسا في مراقبة الوضع مع ظهور الحد الأدنى من الطاقة الشمسية. ترقبوا التحديثات.
