宇宙輻射預測可能對人類火星任務不利 - 彭博社

這張圖片來自2014年11月5日，顯示了M型耀斑在太陽左側爆炸的明亮閃光。該圖像由NASA的太陽動力學觀測站捕捉，使用極紫外光並以紅色和金色進行了着色。

來源：NASA太陽上發生了一些奇怪的事情。這個理論——誠然是一個有爭議的理論——是我們正在進入一個大極小期，在這個時期，太陽的黑子週期逐漸消退，宇宙輻射變得更加普遍。自從太空時代開始以來，我們還沒有見過這樣的情況。

太陽黑子是“強烈磁通”推升到恆星表面的區域，表現為在11年週期內數量起伏的風暴。在它們最活躍的時候，它們增強了太陽的磁場，包圍行星並保護它們免受銀河宇宙射線的危險——來自早已消亡的恆星的帶電粒子。週期性地，太陽黑子週期似乎完全消退，幾十年內幾乎沒有或沒有黑子出現。如果那發生了，而我們發現自己處於一個大極小期，科羅拉多州博爾德國家大氣研究中心的太陽研究員斯科特·麥金託什表示，太陽的磁傘“將是瑞士奶酪。”

“我們處於一個非常奇怪的週期，並且它繼續顯示出越來越糟的跡象，”新罕布什爾大學達勒姆分校的空間等離子體物理學教授內森·施瓦德龍説，他是大極小期理論的主要支持者。“這是一個比我們在太空時代所見的週期更弱的週期。”

一個大極小值對普通地球人來説意義不大，因為他們安全地被我們家園的磁場包圍。但對於那些可能冒險超出磁層的人來説，情況就大不相同了。研究表明，暴露於太空輻射（包括來自太陽本身的輻射）會增加宇航員在生活後期患心血管疾病和癌症的風險。年輕的宇航員尤其容易受到影響，而女性更容易患上肺癌、乳腺癌和甲狀腺癌。

迄今為止，只有1969年至1972年間執行阿波羅登月任務的24名美國人曾離開過磁層，但他們並沒有遇到特別猛烈的輻射浴。“你看看普通美國人的壽命，阿波羅宇航員的壽命超過了這個，”NASA首席健康和醫療官J.D. Polk説。那些沒有在事故中去世的人“活到了很老的年齡。”目前還有十三人健在。然而，在大極小值期間，銀河輻射的水平將比平常高出多達30%，這使得有意成為宇航員的人暴露得更多。此外，政府航天機構和像藍色起源和SpaceX這樣的私人公司都有雄心勃勃的計劃，希望將人類送往月球及更遠的地方，停留更長的時間，並且很快實現。

NASA希望在2023年將宇航員送回月球，之後再前往火星，自1970年起就設定了輻射的職業限制。“我們很可能會超過這一限制，前往火星及返回的船員中有相當一部分會超出這個限制，”Polk説。休斯頓約翰遜航天中心的NASA輻射健康物理學家Eddie Semones表示，擁有耐用且配置良好的材料的飛船將是重要的。由於其與旅行者探測器的經驗，NASA已經知道銀河的輻射有多強，這些探測器於1977年發射，現在已經遠超太陽的磁場保護。 旅行者1號在2012年進入星際空間，現在距離地球約132億英里，並且還在增加，而 旅行者2號則已超過109億英里。“我們知道外面的輻射場是什麼樣的，”Semones説。“那是最糟糕的情況。”

這 獵户座，是NASA希望用於其提議的月球任務的飛船，配備了集成警報系統。在科羅拉多州的威斯敏斯特舉行的會議上，太陽科學家們預覽了在輻射峯值事件中，現場船員可能的表現。一個短視頻片段展示了一個既適合幼兒又科學合理的警報系統：在警報響起後，船員們會清空 獵户座的設備儲藏室，然後爬進去，把儘可能多的東西堆在自己身上。Semones表示，如果“你在儲物艙的熱盾附近低伏”，預期的輻射暴露水平可能會降低一半。儘管未來的健康風險仍然存在，任務可以繼續進行。

NASA和洛克希德·馬丁公司的工程師在該機構的 獵户座宇宙飛船的乘員艙上安裝了有史以來最大的熱盾。這項工作標誌着朝着宇宙飛船在12月首次發射的里程碑。來源：NASA宇宙輻射究竟會成為多大的問題仍然是一個懸而未決的問題。Schwadron的“大最小值”理論在學者中獲得了一些關注，儘管並未得到廣泛接受。在科羅拉多州的太陽科學家會議上，McIntosh請支持該假説的人舉手。他自己的手舉了起來，其他幾個人也舉了手，但大多數觀眾持懷疑態度。大最小值比預測更容易觀察。

它們也成為了一個敏感的話題，這要歸功於一個被稱為“毛德爾極小期”的事件，該事件發生在1645年至1715年，根據當時測量的推斷。一些當代反對應對氣候變化政策的人認為，毛德爾極小期導致了當時歐洲的一個小冰期。他們認為，今天類似的事件將會大幅降低地球的温度，因此宇宙會保護我們。施瓦德龍表示，他不會對此下注。“沒有任何確鑿的證據表明，歐洲的寒冷氣候是由毛德爾極小期造成的，”他指出。

到2020年代中期，噹噹前的太陽黑子週期達到預期峯值時，我們可能會更清楚是否已經到來了一個大極小期。NASA的空間輻射元素科學家麗莎·西蒙森表示，如果真的發生，機構可以為此做好計劃。任務將根據可能遇到的條件進行設計和測試。NASA確實有一些潛在的技巧，超越了躲避和掩護的方法。被稱為氫化硼氮納米管的先進材料，或氫化BNNTs，可以用來改善屏蔽。該機構還考慮過是否可以在飛船周圍形成磁力場。

大極小期甚至可能帶來一些好處。宇宙射線在長時間內相對穩定，因此可預測；而高太陽黑子水平則可能意味着太陽輻射的激增，包括可能的日冕物質拋射。這種拋射幾乎沒有提前警告，對於在外太空的船員來説，可能會成為一個正在形成的緊急情況。宇宙輻射是NASA可以瞭解的惡魔。