Nghiên cứu mới nêu bật những rủi ro mà bức xạ không gian gây ra cho việc thám hiểm mặt trăng và sao Hỏa, tập trung vào các sự kiện hạt năng lượng mặt trời gần đây. Nghiên cứu nhấn mạnh các mức độ bảo vệ tự nhiên khác nhau khỏi bức xạ này trên Trái đất, Mặt trăng và Sao Hỏa, đồng thời nhấn mạnh tầm quan trọng của việc phát triển khả năng che chắn hiệu quả để đảm bảo an toàn cho các phi hành gia trong các sứ mệnh không gian trong tương lai.


Bức xạ không gian đặt ra thách thức lớn đối với tham vọng khám phá không gian của con người, đặc biệt là trong các sứ mệnh lên Mặt Trăng và Sao Hỏa. Bức xạ này chủ yếu đến từ các hạt năng lượng mặt trời (SEP) được tạo ra bởi các ngọn lửa mặt trời, có thể làm tăng đáng kể mức độ bức xạ và gây ra mối đe dọa cho sức khỏe của các phi hành gia.

Ngoài ra, các sự kiện hạt năng lượng cao mặt trời cường độ cao có thể kích hoạt sự tăng cường bức xạ mặt đất (GLE), làm tăng thêm mức độ bức xạ trên bề mặt của các thiên thể.

Nhóm nghiên cứu do Giáo sư Guo Jingnan từ Đại học Khoa học và Công nghệ Trung Quốc, Viện Hàn lâm Khoa học Trung Quốc dẫn đầu, đã hợp tác với các nhà nghiên cứu đến từ Đức, Bulgaria và Hoa Kỳ để tập trung phân tích sự kiện SEP xảy ra vào ngày 28 tháng 10 năm 2021, có đủ năng lượng để kích hoạt sự kiện GLE trên bề mặt Trái đất.

Ngoài ra, sự kiện hạt năng lượng cao này còn được phát hiện bởi sứ mệnh mặt trăng Chang'e-4 trên bề mặt mặt trăng và tàu thăm dò Curiosity trên bề mặt sao Hỏa.

Đây là sự kiện GLE đầu tiên được phát hiện trên bề mặt của ba thiên thể. Bằng cách kết hợp các phương pháp đo lường và mô hình hóa, nhóm nghiên cứu đã kiểm tra các rủi ro bức xạ tiềm ẩn do SEP gây ra mà con người có thể gặp phải trong tương lai trên mặt trăng và sao Hỏa. Những phát hiện này đã được công bố gần đây trên tạp chí Thư nghiên cứu địa vật lý.

Sự bảo vệ của Trái đất trong SEP

Từ trường và bầu khí quyển của Trái đất có thể bảo vệ khỏi các hạt tích điện không gian có năng lượng thấp hơn. GLE mà nhóm nghiên cứu gọi là GLE73, là sự kiện GLE gần đây nhất từng được phát hiện. Trong khi sự che chắn của Trái đất giúp giảm thiểu rủi ro thì Mặt trăng và Sao Hỏa lại thiếu sự bảo vệ tương tự.

Mặt trăng thiếu từ trường và bầu khí quyển toàn cầu, khiến nó dễ bị ảnh hưởng bởi các hạt SEP. Sứ mệnh mặt trăng Chang'e 4 của Trung Quốc và Tàu quỹ đạo trinh sát mặt trăng (LRO) của NASA đã quan sát sự kiện GLE73, nhưng liều bức xạ đo được vẫn nằm trong giới hạn an toàn.

Tuy nhiên, kết quả mô phỏng chỉ ra rằng nếu không được che chắn đầy đủ, các sứ mệnh mặt trăng trong tương lai có thể phải đối mặt với rủi ro bức xạ từ khoảng một trong năm sự kiện SEP, điều này sẽ gây ra mối đe dọa nghiêm trọng hơn nữa đối với tính mạng của phi hành gia.

Thử thách bức xạ trên Sao Hỏa

Sao Hỏa nằm giữa Mặt Trăng và Trái Đất, thiếu từ trường toàn cầu nhưng có bầu khí quyển mỏng có thể hấp thụ năng lượng cao các hạt. Các thiết bị trên tàu ExoMars TGO của ESA và MSL của NASA đã quan sát sự kiện GLE73 gần đây, cho thấy mức độ bức xạ trên quỹ đạo sao Hỏa cao hơn khoảng 30 lần so với trên bề mặt.

Điều này cho thấy bầu khí quyển sao Hỏa có khả năng hấp thụ bức xạ mạnh do SEP gây ra. Tuy nhiên, tác dụng che chắn của nó đối với các tia vũ trụ nền thiên hà (GCR) bị hạn chế. Các mô phỏng cho thấy các sự kiện GLE trước đây trên bề mặt sao Hỏa vẫn ở dưới ngưỡng hội chứng bức xạ cấp tính (ARS).

Tuy nhiên, các sự kiện bức xạ mặt trời năng lượng cực cao xảy ra trên đường tới Sao Hỏa hoặc trên quỹ đạo quanh Sao Hỏa gây ra rủi ro bức xạ đáng kể cho các sứ mệnh không gian sâu trong tương lai.

Tóm lại, khi các hạt năng lượng cao từ mặt trời đến Trái đất, Mặt trăng và Sao Hỏa, số phận và hiệu ứng bức xạ của chúng không giống nhau. Những phát hiện gần đây về các sự kiện SEP trên bề mặt Mặt Trăng và Sao Hỏa nêu bật sự cần thiết phải giải quyết những thách thức này. Do đó, nghiên cứu sâu hơn và các biện pháp che chắn hiệu quả là rất quan trọng đối với sự an toàn của phi hành gia.