Ηλιακή καταιγίδα στη Σελήνη

Πηγή: Ειδήσεις ΝΑΣΑ, 28 Ιανουαρίου 2005

ηλιακή κηλίδαΕάν πρόκειται να κατευθυνθείτε προς το διάστημα, σιγουρευτείτε ότι έχετε δει την πρόβλεψη του διαστημικού καιρού. Ακριβώς λίγες μέρες πριν, μια μεγάλη ηλιακή κηλίδα δημιούργησε ένα βίαιο γεγονός γνωστό ως ηλιακή έκλαμψη κατηγορίας-Χ, και έστειλε στη γη μας ένα νέφος ιδιαίτερα ενεργητικών πρωτονίων. Η γήινη ατμόσφαιρα και το μαγνητικό πεδίο μπορεί να μας προστατεύουν στον πλανήτη, αλλά θα μπορούσε οι μελλοντικοί αστροναύτες στο φεγγάρι να βρεθούν σε κίνδυνο. Αλλά το φεγγάρι εκτίθεται συνολικά στις ηλιακές εκλάμψεις, και ένας αστροναύτης εκεί πάνω θα είχε αρρωστήσει από την ακτινοβολία. Οι μελλοντικοί εξερευνητές του φεγγαριού θα πρέπει να προσέχουν τη συμπεριφορά του ήλιου, πιθανώς μένοντας στο εσωτερικό κάποιας βάσης και πίσω από ένα προστατευτικό κάλυμμα, όσο οι μεγάλες ηλιακές κηλίδες διαταράσσονται.

Η NASA είναι γνωστό ότι θα επιστρέψει στο φεγγάρι -- όχι μόνο με ρομπότ, αλλά και με ανθρώπους. Μετά από μερικές δεκαετίες αναμένουμε να δούμε βιότοπους, θερμοκήπια και σταθμούς παραγωγής ηλεκτρικού ρεύματος επάνω εκεί. Ενώ οι αστροναύτες θα βρίσκονται εκεί για την εξερεύνηση και παρατήρηση των κρατήρων ή και την ανοικοδόμηση βάσεων.

Στις 20 Ιανουαρίου του 2005, μια έκρηξη συνέβη σε μια γιγαντιαία ηλιακή κηλίδα, γνωστή ως NOAA 720. Η βίαιη έκρηξη προκάλεσε μια ηλιακή έκλαμψη κατηγορίας-Χ, την πιο ισχυρή, και εκσφενδόνισε ένα νέφος δισεκατομμυρίων τόνων φορτισμένου αερίου (μια στεφανιαία εκτίναξη μάζας ή CME) στο διάστημα. Τα ηλιακά πρωτόνια που εκτοξεύτηκαν στο διάστημα επιταχύνθηκαν σχεδόν με την ταχύτητα του φωτός και έφθασαν στο σύστημα Γης-Σελήνης λίγα λεπτά μετά από την έκλαμψη -- ήταν δηλαδή μια καταιγίδα πρωτονίων.

Εδώ στη Γη, κανένας βέβαια δεν υπέφερε. Το μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας και η παχιά ατμόσφαιρα μας προστατεύουν από τα πρωτόνια και τις άλλες μορφές της ηλιακής ακτινοβολίας. Στην πραγματικότητα, η καταιγίδα ήταν καλή. Όταν η βραδυκίνητη στεφανιαία εκτίναξη μάζας έφθασε εδώ 36 ώρες αργότερα και κτύπησε το γήινο μαγνητικό πεδίο, οι διαστημικοί παρατηρητές στην Ευρώπη είδαν τα φωτεινότερα και τα πιο ωραία Βόρεια Σέλη.

Το φεγγάρι είναι μια διαφορετική ιστορία.

"Το φεγγάρι δεν προστατεύεται και εκτίθεται από όλες τις μεριές στις ηλιακές εκλάμψεις", εξηγεί ο ηλιακός φυσικός David Hathaway του Κέντρου Διαστημικών Πτήσεων Marshall "Δεν υπάρχει ατμόσφαιρα και μαγνητικό πεδίο για να εκτρέψει την ακτινοβολία". Τα πρωτόνια που ξεχύνονται από τον ήλιο στο φεγγάρι απλά χτύπησαν το έδαφος.

Η καταιγίδα των πρωτονίων της 20ής Ιανουαρίου ήταν η μεγαλύτερη από το 1989. Ήταν ιδιαίτερα πλούσια σε υψηλής ενέργειας πρωτόνια, με ενέργεια περισσότερη από 100 MeV. Τέτοια πρωτόνια μπορούν να εισχωρήσουν 11 εκατοστά μέσα στο νερό. Ένα λεπτό κάλυμμα δεν θα είχε να προσφέρει μεγάλη προστασία.

"Ένας αστροναύτης στην επιφάνεια της Σελήνης τη στιγμή που θα έφτανε η καταιγίδα θα είχε αρρωστήσει", λέει ο Francis Cucinotta, ειδικός στην ακτινοβολία της NASA. Αρχικά, θα αισθανόταν ωραία, αλλά μερικές ημέρες αργότερα θα εμφανίζονταν τα συμπτώματα της ασθένειας από την ακτινοβολία : εμετός, κούραση, χαμηλό αιματοκρίτη. Αυτά τα συμπτώματα θα κρατούσουν μέρες.

Οι αστροναύτες στο διεθνή διαστημικό σταθμό (ISS), επ' ευκαιρία ήταν ασφαλείς. Το ISS προστατεύεται πάρα αρκετά, συν ότι ταξιδεύει μέσα στο προστατευτικό μαγνητικό πεδίο του πλανήτη μας. "Το πλήρωμα απορρόφησε πιθανώς λιγότερο από 1 rem", λέει ο Cucinotta.

Ένα rem, συντόμευση του Roentgen Equivalent Man, είναι η δόση ακτινοβολίας που προκαλεί την ίδια βλάβη στον ανθρώπινο ιστό που προκαλεί 1 roentgen ακτίνων X. Με μια τυπική ακτινογραφία ακτίνων-Χ των δοντιών μας, παραδείγματος χάριν, παίρνουμε μια δόση 0,1 rem. Έτσι, για το πλήρωμα του ISS, η πρόσφατη καταιγίδα των πρωτονίων. ήταν σαν να έκαναν 10 ακτινογραφίες στον οδοντίατρο.

Στο φεγγάρι, σύμφωνα με εκτιμήσεις του Cucinotta, ένας αστροναύτης που προστατεύεται από μια διαστημική στολή μόνο θα είχε απορροφήσει περίπου 50 rem ακτινοβολίας. "Αρκετό για να προκαλέσει ασθένεια λόγω ακτινοβολίας. Αλλά δεν θα ήταν μοιραίο", προσθέτει.

Για να πεθάνουν, πρέπει να απορροφήσουν, ξαφνικά, 300 rem ή και περισσότερο.

Η βασική λέξη είναι ξαφνικά. Μπορείτε να πάρετε 300 rem αλλά κατανεμημένα σε πολλές μέρες ή και εβδομάδες με μικρή επίδραση. Η χρονική κατανομή της δόσης δίνει χρόνο στο σώμα να επισκευάσει και να αντικαταστήσει τα κατεστραμμένα κύτταρά του. Αλλά εάν αυτά τα 300 rem έρχονται εντελώς ξαφνικά, τότε υπολογίζουμε ότι το 50% των ανθρώπων που θα εκτεθούν εκεί πάνω, θα πέθαινε μέσα σε 60 ημέρες χωρίς ιατρική φροντίδα", εξηγεί ο Cucinotta.

Τέτοιες δόσεις από μια ηλιακή έκλαμψη είναι δυνατές.

Σε μια παρόμοια μεγάλη ηλιακή καταιγίδα που συνέβη τον Αύγουστο του 1972, κατά τη διάρκεια του προγράμματος Απόλλων, το πλήρωμα του Απόλλων 16 είχε επιστρέψει στη Γη τον Απρίλιο, ενώ το πλήρωμα του Απόλλων 17 προετοιμαζόταν να προσεδαφιστεί το Δεκέμβριο. Ευτυχώς, για όλους δεν κινδύνευσε τότε κανένας αστροναύτης.

Αν βρισκόταν τότε στη Σελήνη κάποιος αστροναύτης θα είχε απορροφήσει ακτινοβολία 400 rem. Υπερβολική δόση; "Όχι απαραιτήτως", λέει ο Cucinotta. "Ένα γρήγορο ταξίδι πίσω στη Γη για ιατρική φροντίδα θα μπορούσε να έχει σώσει τη ζωή του υποθετικού αστροναύτη".

Βέβαια κανένας αστροναύτης δεν πρόκειται να περπατήσει στο φεγγάρι όταν μια γιγαντιαία ηλιακή κηλίδα απειλεί να εκραγεί. Θα μένουν μέσα στα διαστημικά οχήματά τους ή στο βιότοπο τους, αναφέρει ο Cucinotta. Αν ένας αστροναύτης βρισκόταν εκεί τον Αύγουστο του 1972 και προφυλασσόταν μέσα σε ένα αλουμινένιο κάλυμμα θα είχε μειώσει τα 400 rem σε λιγότερο από 35 rem.

Τα σύγχρονα διαστημόπλοια είναι ακόμα ασφαλέστερα, ενώ το περίβλημα του ISS, προσφέρει μεγάλη προστασία. Η μελλοντική σεληνιακή βάση  θα προσφέρει προστασία από τις καταιγίδες του ήλιου με ένα περίβλημα από αλουμίνιο και πολυαιθυλένιο.

Η πρόσφατη ηλιακή καταιγίδα

Από τις 14 Ιανουαρίου τουλάχιστον πέντε μεγάλες εκλάμψεις είχαν καταγραφεί μέχρι στις 28 Ιανουαρίου να πηγάζουν από ένα σμήνος ηλιακών κηλίδων.

Προκάλεσε μάλιστα προβλήματα σε πτήσεις,  σε συστήματα ραδιοεπικοινωνιών καθώς και στο ηλεκτρικό δίκτυο. Συγχρόνως δημιούργησε σέλη ορατά ακόμα και από τη Βρετανία και τη Νέα Ζηλανδία.

Οι εκλάμψεις είναι πίδακες διάπυρου υλικού που δημιουργούνται κατά την απελευθέρωση ενέργειας που έχει παγιδευτεί σε μαγνητικά πεδία πάνω από τις κηλίδες. Το φαινόμενο συνοδεύεται από εκπομπή ισχυρής ακτινοβολίας και υποατομικών σωματιδίων.

Οι φετινές εκλάμψεις δεν έφτασαν την ένταση των πανίσχυρων εκλάμψεων που καταγράφηκαν το φθινόπωρο του 2003, όσον αφορά την ενέργεια των ακτίνων Χ, ήταν όμως οι ισχυρότερες από το 1989 όσον αφορά τα πρωτόνια υψηλής ενέργειας.

Η ηλεκτρομαγνητικές καταιγίδες που έπληξαν τη Γη τις τελευταίες ημέρες ανάγκασαν δύο αμερικανικές αεροπορικές εταιρείες να εκτρέψουν δύο πτήσεις μακριά από τις πολικές περιοχές, ώστε να μην δεχθούν υπερβολικές δόσεις ακτινοβολίας.

Προκειμένου να αποφύγουν το βομβαρδισμό από ακτίνες υψηλής ενέργειας, το πλήρωμα του Διεθνούς Διαστημικού Σταθμού πήρε διαταγή να προφυλαχθεί στο ρωσικό τμήμα του εργαστηρίου, το οποίο διαθέτει παχύτερα τοιχώματα.

Δείτε και τα σχετικά άρθρα
Νέο Ηλιακό Τηλεσκόπιο θα εστιάζει στις ηλιακές κηλίδες
Τι είναι οι ηλιακές εκλάμψεις;
Τι βρίσκεται κάτω από μια ηλιακή κηλίδα
Home