Имитируя космическое излучение, можно узнать состав планет
Имитировать излучение от различных космических объектов на Земле, чтобы затем получить сведения об их составе, позволит исследование, которое проводят российские физики вместе со своими японскими и американскими коллегами.
Всем известно, что поверхность лишенных атмосферы космических тел непрерывно бомбардируют потоки протонов, альфа-частиц и ионы тяжелых металлов — основные составляющие галактического или солнечного (если речь идет об окрестностях Солнца) ветра. Взаимодействуя с материалом космических тел, этот поток выбивает из него вторичное излучение — рентгеновское и нейтронное. Причем его характеристики напрямую зависят от состава попавшей под удар мишени, будь то планета, астероид или иной объект, в том числе и космический корабль.
Если зарегистрировать это излучение, можно на большом расстоянии узнать, из чего состоит то или иное космическое тело. Вот тут-то и возникает задача интерпретации данных. Дело в том, что, кроме лунного грунта никакого иного инопланетного вещества в руках исследователей до сих пор не было. И как будет реагировать вещество других планет на облучение, можно только предполагать.
Значит, надо смоделировать взаимодействие потока быстрых протонов с разными веществами и посмотреть, что за нейтроны и гамма-излучение из них при этом вылетают. Именно это и предлагают сделать ученые из обнинского Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) совместно со своими коллегами из Альбукерка, Лос-Аламоса, Тулузы и Токио, подавшие заявку на получение гранта МНТЦ.
Пучками протонов и тяжелых ионов, разогнанных до космических энергий на Тераватном накопителе (ТВН) ИТЭФ, физики предполагают бомбардировать мишени из массивных блоков железа, алюминия, базальта, гранита и бетона. По мнению ученых, эти материалы наиболее близко отражают элементный состав поверхностей внутренних планет солнечной системы и астероидов. Возникающее вторичное излучение зарегистрируют детекторами, расположенными как внутри, так и на их поверхности облучаемых блоков. Таким образом удастся выяснить, как по вторичному гамма- и нейтронному излучению планет узнать элементный состав их поверхности.
Надо сказать, что такое вторичное гамма- и нейтронное излучение уже измерено для Луны и Марса с помощью зондов «Lunar Prospector» и «Mars Odyssey» соответственно. Эти данные позволили ученым, например, заявить о наличии в марсианском грунте большого количества воды. Однако дать количественную оценку остальных элементов пока сложно. Так, ученые из Лос-Аламосской лаборатории Минэнерго США, которые моделируют полученные данные с «Mars Odyssey» с помощью наиболее современной программы MCNPX, получили 4-кратное несоответствие по кремнию между наблюдаемыми и модельными данными.
Впрочем, научиться определять, из каких элементов состоит поверхность той или иной планеты, — не единственная цель исследователей. «Результаты, которые мы надеемся получить в рамках этого проекта, — говорит руководитель работы доктор физико-математических наук Юрий Титаренко, — можно будет использовать для решения как фундаментальных, так и чисто прикладных задач. Они помогут нам уточнить представления о происхождении и эволюции планет, получить сведения о свойствах небесных тел, исключительно важные при подготовке и осуществлении длительных пилотируемых космических полетов. Кроме того, они будут важны для прогноза радиационной стойкости электроники в этих полетах. А на Земле полученные данные пригодятся тем, кто проектирует радиационную защиту ускорителей заряженных частиц. Чтобы она была непробиваемой и экономичной».
«Информнаука»
