Güneş Proton Olaylarının TehlikeleriArama Uzayı
Editörün Notu: "Geniş gökyüzünde ve uzayda keşfedilmeyi bekleyen pek çok bilinmeyen gizem var." Bu amaçla, Çin Bilimler Akademisi'nin Sesi ve Çin Bilimler Akademisi Ulusal Uzay Bilimleri Merkezi ortaklaşa popüler "Arayan Uzay" ı açtı. ilginç hikayeler anlatmak ve uzay bilimi ve uzay bilimi ve teknolojisi ile ilgili bazılarını tanıtmak için bilim sütunu.Havacılıkla ilgili bilgiler.
Güneş proton olayları, güneş fırtınalarının neden olduğu en yıkıcı uzay hava olaylarından biridir. Proton olayı meydana geldiğinde, dünya, yüksek enerjili yüklü parçacıklardan oluşan bir "fırtına" ile çevriliydi.Bu yüksek enerji yüklü parçacıklar, yüksek hızda uçan, birkaç milimetre metali delebilen ve son derece yıkıcı olan mermiler gibiydi. Yüksek enerjili parçacıkların büyük bir saldırısı, Dünya yörüngesindeki uyduları yok etme ve uzaydaki astronotların yaşamlarını tehdit etme potansiyeline sahiptir.
Yörüngedeki uzay aracına tehdit
Bir güneş protonu olayı sırasında, uzay aracının yörüngesindeki yüksek enerjili yüklü parçacıklar aniden yoğunlaşacak ve uzay aracının yörüngedeki güvenli çalışması için büyük bir tehdit oluşturacaktır. Dünyanın manyetik alanının yüksek enerji yüklü parçacıklar üzerindeki koruyucu etkisi nedeniyle, farklı yörüngelerdeki uzay araçları aslında çok farklı şekilde etkilenir. Eşzamanlı yörüngeli uydular gibi yüksek yörüngeli uzay araçları, dünyadan çok uzaktadır ve jeomanyetik alanın koruyucu etkisi çok zayıftır ve proton olaylarının üzerindeki etkisi genellikle ciddidir; düşük yörüngeli uzay aracı, örneğin Shenzhou uzay aracının yörüngesinde, jeomanyetik alan Sunburst parçacıklarının çoğu engellenecek ve proton olaylarının etkisi çok daha küçük olacaktır. Alçak yörüngeli uzay aracı için, yörünge eğimi ne kadar yüksek olursa, proton olaylarının etkisi o kadar büyük olur.Örneğin, Uluslararası Uzay İstasyonu'nun eğimi 51.6° ve Tiangong-2'nin yörüngesi 42.4°'dir.Uzayın etkisi istasyon Tiangong-2'den daha büyüktür.
Şekil.12015 yılında 400 km yükseklikte jeomanyetik dikey kesme sertliği (Tsy89-Boberg, Dst=-300) Tiangong-2'nin yörünge aralığı kırmızı noktalı çizgiler arasındadır
Uzayda astronotları tehdit ediyor
Yörüngedeki uydular gibi, yörüngedeki astronotlar da güneş proton olayları tarafından büyük ölçüde tehdit altındadır.Güneş proton olaylarının ürettiği yüksek enerjili parçacık akışı, yerdeki radyoaktif malzemelerin yaydığı ışınlar kadar ölümcül radyoaktiftir.Uzay giysileri ve kapsüllerden geçebilirler. Astronotun vücut organlarında fiziksel hasara neden olur.
Yüksek enerjili partiküller, esas olarak insan vücudunun hücrelerine ve dokularına iki mekanizma ile zarar verir: Biri doğrudan biyoaktif makromoleküllerin kırılmasına ve düşmesine neden olarak doğrudan hasara neden olmak, diğeri ise çok sayıda su ile serbest radikaller oluşturmaktır. vücuttaki moleküller Dolaylı hasara neden olan kimyasal bir reaksiyon meydana gelir. Nihai insan radyasyon etkisi çok karmaşıktır ve ciddiyeti esas olarak alınan radyasyon dozu ile ilgilidir.İnsan vücudu yüksek dozlarda yüksek enerjili parçacık radyasyonuna maruz kalırsa deride, kemik iliğinde ve diğer organlarda (örneğin, Hatta hayatı tehlikeye atabilir ve düşük doz radyasyon durumunda yüksek enerjili partiküller hücre mutasyonunu indükleyebilir ve mutant hücreler genetik değişikliklere uğrayabilir veya kanserli transformasyonun ciddi sonuçlarına yol açabilir. uzay görevlerinde, astronotların aldığı radyasyon dozu sıkı bir şekilde kontrol edilir ve proton olayları, astronotların uzay ortamında karşılaştıkları en tehlikeli faktörlerden biridir.
Şekil 2 Radyasyonla oluşan serbest radikallerin DNA'ya verdiği hasar (İnternetten resim)
Şekil 3 Radyasyonun neden olduğu DNA parçalanması (İnternetten resim)
Yörüngedeki astronotları yüksek enerjili parçacık radyasyonunun ciddi etkilerinden korumak için, insanlı uzay görevlerinin uygulanması sırasında güneş proton olaylarının izlenmesi ve erken uyarılması ve uçuş planlarının oluşturulması dahil olmak üzere çok sayıda radyasyondan korunma önlemi alınmıştır. ve çeşitli koşullar altında operasyonel planlar Astronotların radyasyon maruziyetini mümkün olduğunca güvenli bir seviyeye indirmek için uzay gemilerinde vb. özel radyasyon sığınakları inşa edin. Radyasyon tehlikelerinden insanlı uçuş korumasının bir örneği, ABD Apollo misyonlarıdır. Apollo misyonları, 1967'nin sonundan 1972'nin sonuna kadar, 11 insanlı uçuş ve 6 aya iniş dahil olmak üzere yaklaşık beş yıl sürdü. Apollo görevi periyodu, güneşin 20. aktivite döngüsünün zirve ve sonbahar yıllarındaydı ve güneş fırtınaları sıktı.Temelde, her yıl birçok güneş protonu olayı vardı.Ağustos 1972'de, kaydedilen en büyük güneş protonu olayı meydana geldi. Ancak, NASA'nın güneş proton olaylarını koruması son derece başarılı oldu.1972 Nisan'ının sonunda "Apollo" 16 tarafından dönüş yolunda karşılaşılan küçük güneş protonu olayı dışında, uçuşun geri kalanında güneş protonu olayından başarıyla kaçınıldı. Bunun nedeni, NASA tarafından yürütülen ve tüm insanlı ay iniş görevinin başarıyla tamamlanmasını etkin bir şekilde garanti eden uzay ortamı izleme ve tahmin ile radyasyondan korunma çalışmalarıdır.
Şekil 4 Apollo görevi sırasında meydana gelen güneş protonu olayları Mavi çizgi proton olayının meydana geldiği zamanı, mavi çizginin uzunluğu bu olayın neden olduğu olası radyasyon dozunu ve gri çizgi yörüngedeki zamanı temsil eder. her görevin zamanı (İnternetten resim) )
havacılık üzerindeki etkisi
Bir güneş proton olayı meydana geldiğinde, çok sayıda yüksek enerjili proton sağanak bir yağmur gibi yeryüzüne çarpar.Neyse ki dünyamızın iki güvenilir şemsiyesi vardır, güçlü bir manyetik alan ve kalın bir atmosfer.Manyetik alan, uçan yüklü parçacıkları saptırır. Ve dünyadan uzaklaştıkça, enerji ne kadar düşük olursa, sapması o kadar kolay olur ve dünya yüzeyinin yakınlarına ulaşabilen yüklü parçacıkların çoğu da dünyanın yoğun atmosferi tarafından tüketilecektir, bu yüzden insanlar üzerinde yaşayan insanlar yer, güneş proton olaylarının meydana geldiğinin neredeyse hiç farkında değil. . Ancak uçağın uçuş yüksekliğinde, güneş proton olayının etkisi göz ardı edilemez ve atmosferde bloke edilen yüksek enerjili parçacıklar tamamen kaybolmamıştır.Atmosferdeki azot ve oksijen atomları ile sürekli nükleer reaksiyonlara sahiptirler ve büyük miktarda üretmek ikincil parçacıklar esas olarak atmosferde on kilometreden daha yüksek bir yükseklikte dağılır, bu da havacılık uçuşunu etkiler.1989 süper proton olayı sırasında, Concorde Paris ve Washington arasında uçarken, vuruldu 50 milisaniye ile Rem/saat radyasyon dozu alarm seviyesini aşıyor. Ayrıca proton olayının neden olduğu polar başlık absorpsiyon olayı da polar bölgedeki kablosuz iletişimi etkileyecek, bu da transpolar bölgedeki uçuşu etkileyecektir.
Şekil 510 Eylül 2017'de 10km yükseklikte güneş protonu olayının neden olduğu etkin doz (Sv/h)
Kaynak: Ulusal Uzay Bilimleri Merkezi, Çin Bilimler Akademisi
Tür ipuçları: Son zamanlarda, WeChat kamu hesap bilgi akışı revize edildi. Her kullanıcı, büyük kartlar şeklinde görüntülenecek olan sık okuma abonelik numaraları ayarlayabilir. Bu nedenle, "Çin Bilimler Akademisi'nin Sesi" makalesini kaçırmak istemiyorsanız şunları yapmalısınız: "Çin Bilimler Akademisi'nin Sesi"nin resmi hesabına girin sağ üst köşedeki menüyü tıklayın "Yıldız olarak ayarla"yı seçin
