Космическая метеорология, в контексте пилотируемых миссий Артемиды, уже играет ключевую роль. При планировании миссии Артемида III в 2024 году, на самом деле, необходимо поставить во главу списка то, что нужно контролировать, условия космической погоды. Это делается для того, чтобы воспользоваться благоприятным окном или отложить на случай неблагоприятных условий.
В этом случае 2024 год может быть вполне безопасным вариантом. Новое исследование, опубликованное в журнале ««, предполагает, что во второй половине десятилетия существует повышенный риск неблагоприятных явлений космической погоды, особенно радиационных бурь. Это послужит стимулом для того, чтобы не рассматривать никаких пилотируемых полетов на Луну в период с 2026 по 2029 год, если не будут приняты специальные меры. Поэтому, если НАСА действительно намерено вернуться на Луну, обеспечив при этом безопасность астронавтов, возможно, было бы разумно ускорить усилия к 2024 году или подождать до конца десятилетия.
Мы, как всегда, зависим от Солнца
Космическая погода может иметь решающее значение как для астронавтов, находящихся в пути, так и для тех, кто работает в лунном аванпосте на поверхности. Поверхность Солнца может выбрасывать корональную массу в то время, когда оно наиболее активно. Когда на Солнце происходят такие «взрывы», заряженные частицы солнечного ветра с очень большой скоростью устремляются в космос и ударяются о Землю и Луну. Магнитное поле Земли защищает нас от заряженных частиц, но они все равно могут нанести огромный ущерб электронному оборудованию. Мало того, они могут повредить спутники, которые обеспечивают работу GPS и телекоммуникационных служб.
Кроме того, системы жизнеобеспечения и энергоснабжения аппаратов на Луне могут отключиться, а солнечная активность может вызвать опасные для жизни астронавтов уровни радиации. В подтверждение важности космической погоды следует отметить, что многие события, которые сегодня являются фундаментальными, ранее не принимались во внимание. Примером тому может служить огромное событие космической погоды, произошедшее между «Аполлоном-16» и «Аполлоном-17», которое, вероятно, было бы фатальным, если бы астронавты находились в это время на Луне.
Можно ли предсказать катастрофическое событие?
В какой степени мы зависим от Солнца при планировании пилотируемых полетов на Луну? Каждые 11 лет магнитное поле Солнца меняется на противоположное, поскольку активность звезды растет и падает. Можно подумать, что разумнее запускать во время солнечного минимума (очень низкая активность), но это не обязательно так. Это связано с тем, что пики низкой солнечной активности обычно приводят к повышенному воздействию галактических космических лучей (космическое излучение из-за пределов Солнечной системы). Кроме того, потенциально катастрофические экстремальные солнечные бури для полетов на Луну происходят случайным образом.
Так обстоит дело с событием в Каррингтоне 1859 года, самым жестоким геомагнитным штормом, когда-либо наблюдавшимся. Оно вызвало северное сияние, видимое так далеко, как в Риме и на Кубе, а также нарушило телеграфные линии. В настоящее время подобное событие вызвало бы отключение электричества и вывело бы из строя 50% спутников. Событие аналогичного масштаба, как это ни парадоксально, произошло при явно низкой солнечной активности. Поэтому само собой разумеется, что эпизоды такого рода трудно предсказать и сложно изучить.
Между жизнью и смертью
Несмотря на отмеченные трудности, ученым все же удалось разработать вероятностные модели для космической погоды. Они основаны на 150-летних записях солнечной активности и могут моделировать экстремальные штормы различной частоты. Результаты показывают, что наибольшая активность происходит во время солнечного максимума, а серьезные события более вероятны во время более сильных солнечных циклов. Кроме того, в нечетных циклах побочные эффекты обычно возникают немного позже, чем в четных. С декабря 2019 года мы находимся в 25-м солнечном цикле, а солнечный максимум прогнозируется на период 2023-2029 годов. В случае возникновения определенного учеными цикла вероятность неблагоприятных событий возрастает в 2026-2029 годах.
Лучшие системы оповещения позволяют предупредить о катастрофе всего за несколько часов — от нескольких часов до нескольких дней, что слишком мало для предотвращения катастрофы. В противном случае организаторам миссии пришлось бы обеспечить космический корабль аппаратным отсеком, способным защитить астронавтов от экстремального события. Следовательно, казалось бы, «проще» усовершенствовать систему предупреждения и оповещения о космической погоде. В этом случае можно было бы сначала круглосуточно наблюдать за всем Солнцем; параллельно можно было бы разработать специальный космический модуль или лунный аванпост, способный защитить от событий подобного масштаба. Хотя такие решения могут быть редкими, они могут означать разницу между жизнью и смертью во время полета на Луну.