รังสีในระดับอันตรายบนดวงจันทร์

 

แนวคิดการสร้างที่พักบนดวงจันทร์ การวิจัยใหม่บอกว่าระดับรังสีที่เป็นอันตรายทำให้สถานีบนดวงจันทร์ต้องใช้กำแพงวัสดุหนาเพื่อป้องกัน

     นักวิทยาศาสตร์รายงานว่า นักสำรวจดวงจันทร์ในอนาคตจะถูกระดมชนด้วยรังสีมากกว่านักบินอวกาศที่อยู่บนสถานีอวกาศนานาชาติ 2 ถึง 3 เท่า เป็นระดับที่อันตรายต่อสุขภาพซึ่งต้องใช้ที่อยู่อาศัยที่มีกำแพงหนาเพื่อป้องกัน

     แม้ว่าปฏิบัติการอะพอลโลในช่วงทศวรรษ 1960 และ 1970 จะพิสูจน์ว่านักบินอวกาศสามารถใช้เวลาไม่กี่วันบนพื้นผิวดวงจันทร์ได้อย่างปลอดภัย แต่นาซาก็ไม่เคยทำการตรวจสอบปริมาณรังสีในแต่ละวันที่น่าจะช่วยให้นักวิทยาศาสตร์ได้ทราบว่าลูกเรือจะอยู่อาศัยได้นานแค่ไหนโดยไม่เป็นอันตราย ขณะนี้แลนเดอร์ของจีนที่อยู่ที่ด้านไกลของดวงจันทร์ได้ให้การตรวจสอบการอาบรังสีจากพื้นผิวดวงจันทร์เป็นครั้งแรก ซึ่งเป็นข้อมูลสำคัญยิ่งสำหรับนาซาและองค์กรอวกาศอื่นๆ ที่ตั้งเป้าจะส่งนักบินอวกาศไปยังดวงจันทร์ ทีมนักวิทยาศาสตร์จีน-เจอรมนี รายงานข้อมูลการแผ่รังสีที่รวบรวมได้จากแลนเดอร์จีนซึ่งมีชื่อว่า ฉางเอ๋อ 4(Chang’e 4) ตามชื่อเทพธิดาแห่งดวงจันทร์ของจีน ในวารสาร Science Advances

แลนเดอร์ดวงจันทร์ ฉางเอ๋อ 4 พร้อมกับโรเวอร์ อวี้ทู่ว์ 2 อุปกรณ์ตรวจสอบรังสีจากคีลอยู่ทางซ้ายด้านหลังเสาอากาศ

     เครื่องมือ Lunas Lander Neutron and Dosimetry(LND) ได้พัฒนาและสร้างโดยมหาวิทยาลัยคีล ในฐานะตัวแทนของศูนย์การบินอวกาศเจอรมัน(DLR) การตรวจสอบของ LND ช่วยให้คำนวณสิ่งที่เรียกว่าปริมาณรังสีสมมูล(equivalent dose; ผลรวมของปริมาณรังสีที่ดูดกลืนในเนื้อเยื่อหรืออวัยวะใดๆ โดยเทียบกับการก่ออันตรายของรังสีแกมมา-ผู้แปล) ซึ่งมีความสำคัญในการประเมินผลทางชีววิทยาจากการแผ่รังสีในอวกาศที่มีต่อมนุษย์ นี่เป็นความสำเร็จที่น่าปลื้มใจในแบบที่ขณะนี้เรามีชุดข้อมูลที่เราสามารถใช้เพื่อระบุขีดจำกัดรังสี และเพื่อให้เข้าใจความเสี่ยงที่อาจเกิดขึ้นกับผู้คนบนดวงจันทร์ Thomas Berger นักฟิสิกส์ที่สถาบันการแพทย์ องค์กรอวกาศเจอรมัน กล่าว

            มีแหล่งรังสีมากมาย ทั้ง รังสีคอสมิคในกาแลคซี, อนุภาคทรงพลังจากดวงอาทิตย์ที่ปล่อยออกมาเป็นครั้งคราว ยกตัวอย่างเช่น การลุกจ้าของดวงอาทิตย์(solar flares) และรังสีทุติยภูมิ เช่น นิวตอนและรังสีแกมมา จากปฏิสัมพันธ์ระหว่างการแผ่รังสีในอวกาศกับดินดวงจันทร์ การแผ่รังสีเหล่านั้นวัดโดยใช้หน่วย ซีเวิร์ต(sievert) ซึ่งบอกถึงปริมาณที่เนื้อเยื่อมนุษย์ดูดซับไว้ ทีมพบว่า ปริมาณรังสีบนดวงจันทร์เทียบเท่ากับ 1369 ไมโครซีเวิร์ตต่อวัน หรือสูงกว่าปริมาณรังสีที่นักบินอวกาศบนสถานีอวกาศนานาชาติได้รับ 2.6 เท่า

     เหตุผลก็เพราะสถานีอวกาศนานาชาตินั้นส่วนหนึ่งได้รับการปกป้องจากฟองแม่เหล็กของโลกที่เรียกว่า มักนีโตสเฟียร์
(magnetosphere) ซึ่งสะท้อนรังสีเกือบทั้งหมดที่มาจากอวกาศออกไป ชั้นบรรยากาศโลกยังให้การปกป้องเพิ่มเติมแก่มนุษย์บนพื้นโลกด้วย แต่เราจะได้รับรังสีมากขึ้นเมื่อขึ้นไปสูงขึ้น

     บนดวงจันทร์ นักบินอวกาศน่าจะได้รับรังสีมากกว่าที่เราพบบนโลกตั้งแต่ 200 ถึง 1000 เท่า หรือประมาณ 5 ถึง 10 เท่าของผู้โดยสารไปกับเที่ยวบินโดยสารพาณิชย์ที่ข้ามแอตแลนติก Robert Wimmer-Scheweingruber จากมหาวิทยาลัยคีล เจอรมนี กล่าว อย่างไรก็ตาม ความแตกต่างก็คือเราไม่ได้เดินทางในเที่ยวบินนานเหมือนกับนักบินอวกาศเมื่อพวกเขาสำรวจดวงจันทร์ Wimmer-Schweingruber กล่าว สิ่งนี้จึงจำกัดการอาศัยบนพื้นผิวดวงจันทร์อยู่ที่ราว 2 เดือน เมื่อรวมถึงปริมาณรังสีที่ได้รับจากการเดินทางไปและกลับ ขาละประมาณหนึ่งสัปดาห์เข้าไปด้วยแล้ว 

LND ในห้องทดลองที่คีลก่อนส่งไปกับฉางเอ๋อ 4

     มะเร็งจะเป็นความเสี่ยงหลัก มนุษย์นั้นไม่ได้เกิดขึ้นมาเพื่อให้ทนระดับรังสีขนาดนี้ และควรจะต้องป้องกันตัวเองให้นานที่สุดเท่าที่จะเป็นไปได้เมื่ออยู่บนดวงจันทร์เป็นเวลานาน เขากล่าวเสริม ระดับรังสีน่าจะค่อนข้างใกล้เคียงกันทั่วดวงจันทร์ ยกเว้นแต่ที่กำแพงของหลุมอุกกาบาตที่ลึก เขากล่าว โดยปกติก็คือ ยิ่งคุณเห็นท้องฟ้าได้น้อยแค่ไหน ก็ยิ่งดี นั้นเป็นแหล่งหลักของรังสี เขากล่าว

     Wimmer-Schweingruber บอกว่าระดับรังสีนั้นใกล้เคียงกับที่แบบจำลองได้ทำนายไว้ ระดับที่ฉางเอ๋อ 4 ตรวจสอบได้ในความเป็นจริงแล้ว สอดคล้องอย่างดีเยี่ยมกับที่ตรวจสอบได้จากเครื่องตรวจจับบนยานโคจรของนาซาลำหนึ่ง ที่ไปโคจรรอบดวงจันทร์เมื่อสิบกว่าปีก่อน Kerry Lee ผู้เชี่ยวชาญรังสีในอวกาศ ที่ศูนย์อวกาศจอห์นสัน ในฮุสตัน กล่าว มันก็ดีที่ได้เห็นการยืนยันสิ่งที่เราคิดและความเข้าใจของเราว่ารังสีมีปฏิสัมพันธ์กับดวงจันทร์ไปตามที่คาดไว้ Lee กล่าว ซึ่งเธอไม่ได้เกี่ยวข้องกับการศึกษานี้

      ในแถลงการณ์ที่เผยแพร่ออกมา นาซาบอกว่านักบินอวกาศคู่แรกที่จะลงบนดวงจันทร์ภายใต้โครงการอาร์ทีมิส น่าจะใช้เวลาประมาณ 1 สัปดาห์บนพื้นผิวดวงจันทร์ ยาวเป็นสองเท่าของนักบินอะพอลโลเมื่อครึ่งศตวรรษก่อน การสำรวจน่าจะยาวนานหนึ่งหรือสองเดือนเมื่อเบสแคมป์สร้างเสร็จ นาซาจะบินนักบินอวกาศไปดวงจันทร์ในช่วงสิ้นปี 2024 ซึ่งเป็นกำหนดที่เร็วขึ้นโดยการสั่งการจากทำเนียบขาว และไปดาวอังคารในทศวรรษ 2030

     องค์กรอวกาศบอกว่าจะมีเครื่องตรวจจับรังสีและที่อาศัยที่ปลอดภัยไปกับแคปซูลลูกเรือโอไรออนทุกลำที่บินไปดวงจันทร์ และสำหรับแลนเดอร์แล้ว มีทีม 3 ทีมที่กำลังพัฒนาแต่ละส่วนของแลนเดอร์ภายใต้การกำกับของนาซา สำหรับการร่อนลงจอดบนดวงจันทร์ของอาร์ทีมิสเที่ยวแรก อย่างน้อย นักบินอวกาศก็จะอยู่ในส่วนที่บินขึ้นของแลนเดอร์

      นักวิจัยเจอรมันบอกว่าที่อาศัยบนดวงจันทร์ควรจะสร้างจากดินเหนียว ซึ่งเป็นวัตถุดิบที่มีอยู่แล้ว เพื่อให้อาศัยได้หลายวัน กำแพงควรจะหนา 80 เซนติเมตร ถ้าหนากว่านี้ดินก็จะเปล่งรังสีทุติยภูมิ ซึ่งเกิดขึ้นเมื่อรังสีคอสมิคในกาแลคซีมีปฏิสัมพันธ์กับดินดวงจันทร์ ก็ถ้าคิดดูแล้ว ผมคิดว่ากำแพงของปราสาทในยุโรปน่าจะหนาเกินไป Berger เขียน

      การตรวจสอบทำบนแลนเดอร์ฉางเอ๋อ 4 ซึ่งร่อนลงจอดบนด้านไกลของดวงจันทร์เมื่อวันที่ 3 มกราคม 2019 อุปกรณ์จากมหาวิทยาลัยคีล ทำการตรวจสอบในช่วงกลางวันบนดวงจันทร์ และเช่นเดียวกับอุปกรณ์วิทยาศาสตร์อื่นๆ ซึ่งจะปิดสวิตซ์ทำงานในช่วงกลางคืนบนดวงจันทร์ที่ยาวนานเกือบสองสัปดาห์และหนาวเย็นมากเพื่อสงวนพลังงานในแบตเตอรี่ อุปกรณ์และแลนเดอร์มีกำหนดทำการตรวจสอบต่างๆ อย่างน้อยหนึ่งปี แต่ขณะนี้ก็มีอายุเกินเป้าหมายแล้ว ข้อมูลจากอุปกรณ์และแลนเดอร์ส่งกลับโลกผ่านดาวเทียมถ่ายทอดสัญญาณฉวี้เฉียว ซึ่งอยู่หลังดวงจันทร์

แหล่งข่าว phys.org : new measurements show moon has hazardous radiation levels   
               sciencealert.com : we finally know how much radiation there is on the moon, and it’s not great news