一項新的研究顯示，在火星上挖幾英尺可以保護未來的游客。

火星的 3D 渲染。 (圖片來源：蓋蒂圖片社)

一項新的研究表明，深入火星表面可以防止有害輻射，并可能為未來的宇航員提供建筑材料。

在人類冒險超越地球大氣層并前往火星之前，科學家們必須評估這顆紅色星球表面對生命的許多威脅。這包括降落在火星上的宇宙輻射量——特別是銀河宇宙射線 (GCR) 粒子。

根據美國國家海洋和大氣管理局的說法，GCR 是高能粒子，“基本上由存在的每一種元素組成”。它們起源于我們的太陽系之外——可能是由爆炸性宇宙事件(如超新星)發射的——并在很大程度上從地球周圍的磁場(稱為磁層)反彈。

廣泛接觸 GCR 顆?？赡軐е氯祟惓霈F許多健康問題，例如癌癥、白內障和中樞神經系統損傷?；鹦侨狈︻愃频谋Ｗo性全球磁場，允許 GCR 粒子自由進入其大氣層并到達行星表面。

在沒有磁層的情況下，火星的大氣層是抵御 GCR 的唯一防線。而且這種防御非常薄弱：平均而言，這顆紅色星球的空氣密度只有地球在海平面上的 1%。

當 GCR 進入主要由二氧化碳和氮氣組成的火星大氣層時，它們會通過電離損失大量能量，從而阻止它們到達表面。研究作者發現，這在很大程度上取決于大氣的厚度，以及隨后施加到地表的大氣壓力的大小。

和地球一樣，火星的地形也千差萬別。從奧林匹斯山峰(16 英里，或約 26 公里高)到最深的火星隕石坑 Hellas Planitia(約 4.4 英里，或 7.1 公里，深)，火星大氣層的厚度在不同區域會有所不同，變化到達表面的輻射量。研究人員寫道，火星的大氣厚度從一個地方到另一個地方的差異可能超過 10 倍。

研究人員使用最先進的計算機模型，稱為大氣輻射相互作用模擬器 (AtRIS) 和美國宇航局好奇號探測器收集的輻射數據(該探測器于 2012 年降落在火星的蓋爾隕石坑內)來模擬地球表面的 GCR 暴露并測量如何它深入地表泥土和巖石(稱為風化層)。

他們的分析結果顯示，有效輻射劑量在進入風化層約 12 英寸(30 厘米)處達到峰值。除此之外，研究人員提出，為了在火星上安全居住——定義為每年不超過 100 毫西弗的輻射量)，需要一個 3.3 到 5.5 英尺(1 到 1.6 米)的風化層防護罩。研究作者寫道：“在地表壓力較高的深火山口，所需的額外風化層屏蔽略小一些。”

了解火星物質如何受到 GCR 的影響以及火星大氣在改變輻射暴露方面所起的作用是在火星上開發潛在基地的一步。

研究作者寫道：“長期以來，人們一直認為宇航員可以利用天然地質結構，例如洞穴天窗或熔巖管作為火星上的輻射避難所。” “在使用天然表面材料作為屏蔽保護設計未來的火星棲息地時，我們的研究可能有助于減輕輻射風險。”

這項新研究于 2 月發表在《地球物理研究雜志：行星》上。