Det kan låta som något från en science fiction-intrig – astronauter som reser ut i rymden och bombarderas av kosmiska strålar – men strålningsexponering är ett vetenskapligt faktum. Eftersom framtida uppdrag ser ut att resa tillbaka till månen eller till och med till Mars, ny forskning från University of New Hampshires Space Science Center varnar för att exponeringen för strålning är mycket högre än man tidigare trott och kan få allvarliga konsekvenser för både astronauter och satellitteknik.

"Strålningsdoshastigheterna från mätningar som erhållits under de senaste fyra åren översteg trenderna från tidigare solcykler med minst 30 procent, visar att strålningsmiljön blir mycket mer intensiv, sa Nathan Schwadron, professor i fysik och huvudförfattare till studien. "Dessa partikelstrålningsförhållanden utgör viktiga miljöfaktorer för rymdresor och rymdväder, och måste noggrant studeras och redovisas i planeringen och utformningen av framtida uppdrag till månen, Mars, asteroider och vidare."

I deras studie, nyligen publicerad i tidskriften Space Weather, forskarna fann att stora flöden i Galactic Cosmic Rays (GCR) ökar snabbare och är på väg att överskrida alla andra registrerade tider i rymdåldern. De påpekar också att en av de mest betydande händelserna i solenergipartiklar (SEP) inträffade i september 2017 och släppte ut stora doser av strålning som kan utgöra en betydande risk för både människor och satelliter. Oskärmade astronauter kan uppleva akuta effekter som strålningssjuka eller allvarligare långsiktiga hälsoproblem som cancer och organskador, inklusive till hjärtat, hjärna, och centrala nervsystemet.

Under 2014, Schwadron och hans team förutspådde en 20-procentig ökning av stråldoshastigheten från ett solminimum till ett annat. Fyra år senare, deras senaste forskning visar att de nuvarande förhållandena överstiger deras förutsägelser med cirka 10 procent, visar att strålningsmiljön försämras ännu mer än väntat.

"Vi vet nu att strålningsmiljön i det djupa rymden som vi skulle kunna skicka mänskliga besättningar till vid denna tidpunkt är helt annorlunda jämfört med tidigare besättningsuppdrag till månen, säger Schwadron.

Författarna använde data från CRaTER på NASA:s Lunar Reconnaissance Orbiter (LRO). Månobservationer (och andra rymdbaserade observationer) visar att GCR-stråldoserna ökar snabbare än man tidigare trott. Forskare pekar på den onormalt långa perioden av den senaste tidens tystnad av solaktiviteten. I kontrast, en aktiv sol har ofta solfläckar, som kan intensifiera solens magnetfält. Det magnetiska fältet dras sedan ut genom solsystemet av solvinden och avleder galaktiska kosmiska strålar bort från solsystemet - och från alla astronauter på väg.

Under större delen av rymdåldern, solens aktivitet ebbade ut och flödade som ett urverk i 11-årscykler, med sex till åtta års uppehåll i aktivitet, kallas solminimum, följt av perioder på två till tre år då solen är mer aktiv. Dock, med start omkring 2006, forskare observerade det längsta solminimum och den svagaste solaktiviteten som observerats under rymdåldern.

Trots denna totala minskning, solutbrotten i september 2017 producerade episoder av betydande solpartikelhändelser och tillhörande strålning orsakad av partikelacceleration av successiva, magnetiskt väl sammankopplade koronala massutkastningar. Forskarna drar slutsatsen att strålningsmiljön fortsätter att utgöra betydande risker förknippade med både historiskt stora galaktiska kosmiska strålflöden och stora men isolerade SEP-händelser, som fortfarande utmanar rymdväderförutsägelser.