【#嫦娥四号任务研究发现地月空间“宇宙线空腔”#,或可为星际航行辐射规避提供优化路径】
银河宇宙线通常被认为是起源于银河系深处的高能带电粒子流,具有极强的穿透力和电离效应,会破坏航天器的电子器件和生物组织,是深空环境中最具危害性的辐射源之一,目前针对深空旅行尚无有效的防护措施。
长期以来,科学界普遍认为,银河宇宙线在行星际空间中近乎各向均匀分布,天然屏蔽效应通常只出现在强磁化天体的磁场范围内。例如,地球全球磁场形成的磁层能够有效偏转和阻挡部分带电粒子,使近地空间辐射水平显著降低,并在地球表面维持有利于生命存在的环境;而在磁层之外的地月空间或行星际空间区域,则长期被认为缺乏显著的天然辐射屏蔽结构。因此,深空探测中高能粒子辐射防护是关乎航天员安全与航天器可靠运行的关键问题之一。
嫦娥四号于2019年1月3日成功着陆月背,开启人类月球背面探测新时代。其搭载的月表中子与剂量探测仪可随月球绕地运行并对地月空间辐射环境实施以月球公转周期(约28天)为尺度的周期性扫描观测。
山东大学史全岐教授研究团队通过分析3年多的连续观测数据,在月球轨道日侧发现低能段银河宇宙线通量显著降低的空间区域,即“宇宙线空腔”。团队随后通过美国月球勘测轨道器探测结果独立交叉验证了该空腔的存在。
模拟结果表明,地球磁场能够显著改变银河宇宙线粒子的传播轨迹,在地月空间特定区域形成稳定的低粒子密度区域,即“宇宙线空腔”。模拟结果与观测结果高度一致。
该空间结构的形成源于地球磁场对银河宇宙线传播路径的调制作用,表明地球磁场对空间环境的影响范围可延伸至月球轨道甚至更远区域。这一发现突破了传统认知,为理解地月空间辐射环境结构及未来深空探测的辐射规避策略提供了新的科学依据。
论文链接:http://t.cn/AXIw0R0Z
