這個場景顯示了火星上奮進隕石坑西部邊緣的“默里嶺”部分。圖片來源：NASA/JPL-Caltech/Cornell/ASU

空間輻射，特別是在火星的長期任務中，對宇航員的健康構成重大風險。與地球不同，火星沒有內在的全球磁場。此外，它的大氣層太薄，無法有效屏蔽輻射。

了解火星輻射環境對于為未來在火星上的人類棲息地做準備至關重要。火星沒有固有磁場，銀河宇宙射線(GCR)粒子在到達火星表面和地下之前可能會直接傳播穿過其大氣層并與之相互作用。

在一項新的研究中，科學家模擬了火星大氣和地形中無所不在的宇宙射線引起的火星輻射環境。他們使用了最先進的建模工具——大氣輻射相互作用模擬器 (AtRIS)，以及美國宇航局好奇號探測器收集的輻射數據。

他們模擬了地球表面的 GCR 暴露，并測量了它穿透地表污垢和巖石的深度。他們發現較高的表面壓力可以有效地減少重離子對輻射的貢獻。有效輻射劑量在進入風化層約 12 英寸(30 厘米)處達到峰值。

科學家們根據在各種表面壓力和日光層調制條件下計算出的有效劑量估計了最佳屏蔽深度。

研究作者指出， “對于給定的年度生物加權輻射有效劑量閾值，例如 100 mSv，所需的風化層深度在 1 到 1.6 m 之間。在表面壓力較高的深隕石坑中，所需的額外風化層防護罩略小一些。”

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。在使用天然表面材料作為屏蔽保護來建造未來的火星住宅時，這項研究將有助于減少輻射危害。