1982 publicerade författaren James Michener sin vidsträckta roman "Rymden". I den beskriver han ett fiktivt Apollo 18-uppdrag till månen. Medan astronauterna är på ytan släpper solen lös en enorm storm som fångar dem utanför deras skyddskapsel. De två männen sprängs av dödliga mängder strålning innan de kan komma i säkerhet.

De lyckas ta sig tillbaka till sin landare men är så sjuka att de inte kan flyga tillbaka för att återförenas med sin tredje besättningsmedlem i den kretsande månens kommandomodul. Det slutar med att de kraschar tillbaka till ytan och dör. Så hemskt som detta låter, utgör en strålningshändelse som den i "Rymden" en mycket verklig utmaning för rymdfarare. Och det är den här typen av scenario som planerare av månuppdrag vill undvika. Idag arbetar de på sätt att minska exponeringen och, om astronauter får en dos strålning, hitta medicinska metoder för att behandla dem.

Rymdens väder och strålning

Solutbrott skickar energiska partiklar vår väg via solvinden varje dag. De orsakar rymdväder, som stör kommunikationssystemen mellan jorden och de många uppdragen i rymden (inklusive ISS). Det kan också allvarligt störa system här på jorden. Rymdvädret (och solstormarna som orsakar det) intensifieras när solen är mer aktiv, under en period som kallas solmaximum.

Solstormar kan variera från milda utbrott till betydande solenergipartikelhändelser, som kan vara dödliga för människor i rymden. De händer när protonladdat material bryter ut från solen, vanligtvis förknippat med stora solflammor och coronal mass ejections (CME). Partiklarna accelereras av blossarna och CME och det är det som gör dem så dödliga. För astronauter i rymden är det bästa skyddet att vara bakom skyddande väggar i sina kapslar och livsmiljöer. Men om det visar sig att människor på ett uppdrag utsätts för strålning är medicinska procedurer för att hjälpa astronauter att återhämta sig viktiga att ha.

Det är värt att komma ihåg att det har varit minst ett "nära samtal" med månutforskare och potentiell solaktivitet. 1972 blåste solstormar ut förbi jorden och månen. De störde såväl satellitkommunikation som markbaserade kommunikationssystem på jorden. Lyckligtvis påverkades inga Apollo-uppdrag, även om stormarna inträffade mellan Apollo 16- och 17-uppdragen. Hade de spruckit ut under dessa uppdrag, skulle det ha gått dåligt för astronauterna, som skulle ha suttit ankor antingen på väg till månen eller på ytan.

Artemis 1:s strålningsstudier

Lyckligtvis finns det ett uppdrag att studera strålningsmiljön bortom jorden:Artemis 1. Det är viktigt under denna tid när vi går in i solmaximum. När det flyger kommer strålning och medicinsk forskning att vara ett stort fokus för det uppdraget. Orion-kapseln har strålningsmonitorer från NASA och ESA ombord, tillsammans med specialiserade testdockor. Det finns också CubeSats med experiment (som genetiskt modifierad jäst som står för mänskliga reaktioner på strålning). Dessa var alla designade för att studera strålningsmiljön som astronauter kommer att möta på vägen till månen.

Orion har strålskydd, naturligtvis, för att skydda människor och teknik. Framtida farkoster som SpaceX:s Human Landing System kommer att vara väl avskärmade för att skydda astronauter på väg till månen och tillbaka till den planerade Lunar Gateway. I händelse av en mycket kraftig storm kan astronauter gömma sig i skyddsrum ombord tills det är säkert. Det var vad ISS-personal gjorde när solen släppte lös ett särskilt våldsamt utbrott i september 2017.

Strålningsrisker bortom jorden

Det är dock värt att komma ihåg att ISS är inom den skyddande bubblan av jordens magnetosfär. Astronauter som beger sig utanför magnetosfären i Orion eller andra rymdfarkoster kommer att vara i riskzonen. Så kommer människor som lever och arbetar på månen. Det finns inget sådant magnetosfäriskt skydd "där ute". I en kraftig solstorm kommer människor i rymden att bli sprängda med dödliga mängder strålning mycket snabbt.

"Att lämna magnetosfären är som att lämna en säker hamn och ge sig ut i det öppna havet", säger Melanie Heil, Segment Coordinator för European Space Agency's Space Weather Office. "Strålningsexponering för astronauter på månen kan vara en storleksordning högre än på rymdstationen och flera storleksordningar högre än på jordens yta. Framtida astronauter kommer att möta högre risker från solpartikelhändelser:det är mycket viktigt att vi studerar strålningsmiljö bortom magnetosfären och förbättra vår förmåga att förutsäga och förbereda oss för solstormar."

ESA för sin del arbetar med projektet European Radiation Sensor Array (ERSA). Det är en serie sensorer för att ge strålningsövervakning i realtid ombord på den framtida bemannade månens Gateway-rymdstation. Tanken är att få mätningar från både insidan och utsidan av besättningskapslar och livsmiljöer för att förstå strålningsrisker och läckor. Det är också möjligt att inkludera strålningssensorer på obemannade månbanor som Lunar Pathfinder. En annan möjlighet är att sätta sensorer på framtida måntelekommunikationssatelliter.

Förutsäga solaktivitet

Förutom att skydda våra astronauter och månutforskare är det viktigt att utforska strålningsmiljön mellan jorden och månen som Artemis kommer att göra. Men vi behöver mer information om själva solutbrotten. Medan astronomer vet mycket om solaktivitet, behöver vi fortfarande ett solidt "tidigt varningssystem" för solstormar. Det kan hjälpa astronauter och månutforskare att varna i tid för att vidta säkerhetsåtgärder.

Det är målet för rymdväderforskare runt om i världen. Tidig observation av aktiva områden på solskivan är ett viktigt mål för ESA:s 2029 Vigil-uppdrag. Det kommer att ge förvarningar för potentiellt farliga rymdväderhändelser som kan äventyra astronauter och upptäcktsresande. Andra uppdrag, som SOHO, STEREO, Solar Dynamics Observatory och Parker Solar Probe, ger värdefulla långsiktiga data om solens aktivitet. + Utforska vidare

Skyddar Artemis och månutforskare från rymdstrålning