北京時(shí)間 9 月 30 日消息，科學(xué)家對(duì)宇航員在月球上所受到的輻射劑量已經(jīng)有了相當(dāng)準(zhǔn)確的估計(jì)，但這一結(jié)果可能還不足以阻止人類再次登上月球展開探索。
通過一項(xiàng)新研究，我們終于知道了未來的月球漫步者將會(huì)面臨什么樣的輻射環(huán)境。宇航員在月球表面蹦蹦跳跳時(shí)，每小時(shí)將吸收約 60 微西弗的輻射，這比在跨大西洋客機(jī)上的輻射劑量高 5 到 10 倍，約是我們?cè)诘厍虮砻嫔纤艿捷椛鋭┝康?200 倍。
換言之，宇航員在月球上的長期停留將使其身體暴露在高劑量的輻射下。盡管這些數(shù)值確實(shí)很高，但對(duì)于未來的登月任務(wù)而言，可能還不足以成為主要的妨礙因素。
先進(jìn)著陸器的開拓性結(jié)果
科學(xué)家很早就知道，月球上的輻射水平相對(duì)較高，因?yàn)槟抢餂]有大氣層或磁場(chǎng)作為保護(hù)（幸運(yùn)的是，地球擁有這兩種屏障，保護(hù)著生命免受有害輻射的威脅）。但是，多年來的研究表明，精確的月球輻射數(shù)值很難確定。
例如，美國國家航空航天局（NASA）局的阿波羅號(hào)宇航員在 1969 年至 1972 年間登上月球時(shí)，所用的輻射計(jì)記錄的是任務(wù)期間累積的總輻射劑量，而不是月球表面輻射水平的詳細(xì)情況。新的研究使科學(xué)家有了更詳細(xì)的認(rèn)識(shí)。
這些數(shù)據(jù)是由德國制造的 “月球著陸器中子及輻射劑量探測(cè)儀”（Lunar Lander Neutron and Dosimetry，簡(jiǎn)稱 LND）提供的，而搭載該儀器的正是中國的嫦娥四號(hào)登月任務(wù)。2019 年 1 月，嫦娥四號(hào)在月球未被探測(cè)的背面首次實(shí)現(xiàn)了軟著陸，創(chuàng)造了歷史。
嫦娥 4 號(hào)由名為 “玉兔 2 號(hào)”的月球車和著陸器組成，目前二者仍在運(yùn)行中，LND 是著陸器科學(xué)有效載荷的一部分，其所處位置得到了部分防護(hù)，可以 “很好地顯示太空服內(nèi)的輻射情況”。
LND 的數(shù)據(jù)顯示，像銀河宇宙射線（galactic cosmic rays，簡(jiǎn)稱 GCRs）這樣的高能帶電粒子，在月球表面每小時(shí) 60 微西弗的總劑量中約占 75%，這些粒子被遙遠(yuǎn)的超新星爆發(fā)加速到極高的速度。
根據(jù) 9 月 25 日在線發(fā)表在《科學(xué) - 進(jìn)展》（Science Advances）雜志上的這項(xiàng)新研究，月球上的銀河宇宙射線輻射量比國際空間站上的宇航員所受到的要高出 2.6 倍（空間站在地球大氣層上空運(yùn)行時(shí)，會(huì)受到地球磁場(chǎng)的保護(hù)）。
不會(huì)妨礙阿爾忒彌斯計(jì)劃
美國國家航空航天局（NASA）正致力于在 2024 年將宇航員送上月球，并通過名為 “阿爾忒彌斯”（Artemis）的太空探索計(jì)劃，于這個(gè)十年內(nèi)在月球及其周圍建立一個(gè)人類可持續(xù)存在的空間站。NASA 官員表示，在阿爾忒彌斯計(jì)劃中獲得的經(jīng)驗(yàn)也將有助于為載人登陸火星鋪平道路，而按照 NASA 的設(shè)想，載人登陸火星將在本世紀(jì) 30 年代實(shí)現(xiàn)。
一份對(duì) NASA 的輻射暴露要求的解讀顯示，最新報(bào)告的這些數(shù)據(jù)并不會(huì)影響阿爾忒彌斯計(jì)劃。NASA 的要求規(guī)定，任何宇航員接受的職業(yè)輻射劑量都不能導(dǎo)致其終生癌癥死亡風(fēng)險(xiǎn)增加 3% 以上。造成這種危險(xiǎn)的總當(dāng)量劑量除其他因素外，還取決于宇航員的性別，以及開始接受輻射時(shí)的年齡。
女性和年輕宇航員面臨的風(fēng)險(xiǎn)更大。例如，一名 25 歲就開始航天生涯的女宇航員的職業(yè)暴露上限為 100 萬微西弗，而 55 歲就開始飛行的男性的職業(yè)暴露上限是這個(gè)上限的四倍。不過，在每小時(shí) 60 微西弗的情況下，這位 25 歲的女宇航員可以用將近 700 天的時(shí)間探索月球表面，才會(huì)超過她的壽命暴露極限（這一計(jì)算并不包括她往返月球的時(shí)間）。
該研究的作者表示，LND 測(cè)量的銀河宇宙射線數(shù)值可能高于在月球表面漫步的宇航員經(jīng)歷的任何輻射暴露，因?yàn)檫@些數(shù)據(jù)是在太陽的 11 年活動(dòng)周期中不活躍的時(shí)期收集的，相對(duì)而言，更多的銀河宇宙射線能夠掠過日球?qū)印щ娏Ｗ优莺吞栕陨碇車拇艌?chǎng)。
然而，這一切并不意味著在阿爾忒彌斯計(jì)劃中，宇航員的登月時(shí)限只有兩年；為了安全起見，NASA 無疑希望宇航員的輻射暴露隨時(shí)間 “攤平”。例如，對(duì)于在國際空間站上飛行的 NASA 宇航員，其每年的輻射量均不能超過 50000 微西弗。
另一方面，NASA 可能也會(huì)盡力將阿爾忒彌斯計(jì)劃宇航員所經(jīng)歷的輻射風(fēng)險(xiǎn)降到最低，尤其是那些在月球表面執(zhí)行任務(wù)及繞月飛行的宇航員。
“在時(shí)間更長的登月任務(wù)中，宇航員必須保護(hù)自己免受（輻射暴露），他們可以用一層厚厚月球巖石蓋住居住地，”研究作者之一、德國基爾大學(xué)的羅伯特 · 維默爾 - 施魏因格魯伯（Robert Wimmer-Schweingruber）說，“這可以降低在月球上長時(shí)間生活而導(dǎo)致的癌癥和其他疾病的風(fēng)險(xiǎn)?！本S默爾 - 施魏因格魯伯的團(tuán)隊(duì)建造了 LND。
這些措施也將有助于防范零星但有潛在危險(xiǎn)的太陽爆發(fā)，即所謂的太陽質(zhì)子事件（solar particle events，簡(jiǎn)稱 SPEs）。在這項(xiàng)新研究的覆蓋范圍內(nèi)，LND 沒有發(fā)現(xiàn)任何太陽質(zhì)子事件，但未來的月球探險(xiǎn)者很可能會(huì)遭遇這些高能粒子。
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