科学家模拟了火星辐射环境

这个场景显示了火星上奋进陨石坑西部边缘的“默里岭”部分。图片来源：NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU

空间辐射，特别是在火星的长期任务中，对宇航员的健康构成重大风险。与地球不同，火星没有内在的全球磁场。此外，它的大气层太薄，无法有效屏蔽辐射。

了解火星辐射环境对于为未来在火星上的人类栖息地做准备至关重要。火星没有固有磁场，银河宇宙射线(GCR)粒子在到达火星表面和地下之前可能会直接传播穿过其大气层并与之相互作用。

在一项新的研究中，科学家模拟了火星大气和地形中无所不在的宇宙射线引起的火星辐射环境。他们使用了最先进的建模工具——大气辐射相互作用模拟器 (AtRIS)，以及美国宇航局好奇号探测器收集的辐射数据。

他们模拟了地球表面的 GCR 暴露，并测量了它穿透地表污垢和岩石的深度。他们发现较高的表面压力可以有效地减少重离子对辐射的贡献。有效辐射剂量在进入风化层约 12 英寸(30 厘米)处达到峰值。

科学家们根据在各种表面压力和日光层调制条件下计算出的有效剂量估计了最佳屏蔽深度。

研究作者指出， “对于给定的年度生物加权辐射有效剂量阈值，例如 100 mSv，所需的风化层深度在 1 到 1.6 m 之间。在表面压力较高的深陨石坑中，所需的额外风化层防护罩略小一些。”

了解火星物质如何受到 GCR 的影响以及火星大气在改变辐射暴露方面所起的作用是在火星上开发潜在基地的一步。在使用天然表面材料作为屏蔽保护来建造未来的火星住宅时，这项研究将有助于减少辐射危害。