Ben je ooit van bovenaf geraakt door hoogenergetische deeltjes? Zeker, aangezien het de hele tijd gebeurt. Maar de situatie met kosmische straling wordt erger. Kosmische stralen die de aarde bombarderen … ze zijn allemaal slecht en worden alleen maar erger. Dat concludeert een recent gepubliceerd artikel in het onderzoeksjournaal Space Weather, waaruit blijkt dat straling vanuit de ruimte gevaarlijk is en sneller versterkt dan eerder werd gedacht.
Het verhaal begint vier jaar geleden, toen Schwadron en zijn collega's voor het eerst alarm sloegen over kosmische straling. Bij het analyseren van gegevens van de CRATER-ruimtetelescoop - waarvan het belangrijkste doel is om de schadelijke effecten van kosmische straling en zonnestraling op biologische objecten aan boord van de LRO te beoordelen - NASA's automatische interplanetaire station, een kunstmatige maansatelliet, ontdekten ze dat kosmische straling in het aarde-maansysteem een niveau bereikt nooit eerder gezien in het ruimtetijdperk. En volgens hen vormt de verslechtering van de stralingssituatie nu een potentieel gevaar voor astronauten, waardoor hun tijd in de ruimte wordt beperkt.
Deze cijfers, afkomstig uit hun oorspronkelijke artikel uit 2014, tonen het aantal dagen dat een 30-jarige mannelijke astronaut die vliegt in een 10 g / cm2 met aluminium afgeschermd ruimtevaartuig de stralingslimieten kan weerstaan die zijn vastgesteld door de richtlijnen van NASA:
Kosmische straling in het aarde-maan-systeem heeft niveaus bereikt die nog nooit eerder in het ruimtetijdperk zijn gezien, en de trend wordt alleen maar erger.
In de jaren negentig kon een astronaut 1000 dagen in de interplanetaire ruimte doorbrengen. In 2014… slechts 700 dagen. "Dit zijn enorme veranderingen", zegt Schwadron.
Galactische kosmische straling komt van buiten het zonnestelsel. Ze zijn een mengsel van hoogenergetische geladen deeltjes en subatomaire deeltjes die naar de aarde worden versneld door supernova-explosies en andere explosieve gebeurtenissen in de ruimte. Onze eerste verdedigingslinie is de zon: het magnetische veld van de zon en de zonnewind vormen samen een poreus "schild" dat kosmische straling weerkaatst die proberen het zonnestelsel binnen te dringen. De verdediging van de zon is het sterkst tijdens het zonnemaximum en het zwakst tijdens het zonneminimum - vandaar de grafiek die is gekoppeld aan de 11-jarige cyclus (hierboven).
Het probleem is dat, zoals de auteurs opmerken in hun nieuwe artikel, het schild verzwakt: “In het afgelopen decennium heeft de zonnewind een lage dichtheid vertoond, en de sterkte van het magnetische veld wordt ook zwakker, wat vreemde afwijkingen zijn die nog nooit zijn waargenomen in het ruimtetijdperk. Als resultaat van deze verrassend zwakke zonneactiviteit zagen we ook de hoogste fluxen van kosmische straling."
Promotie video:
In 2014 gebruikten Schwadron en zijn collega's een toonaangevend model voor zonneactiviteit om te voorspellen hoe slecht kosmische straling zich zou gedragen tijdens het volgende zonneminimum, dat wordt verwacht in 2019-2020. "Ons vorige werk omvatte het verhogen van het dosistempo met 20% van het ene zonneminimum naar het volgende", zegt Schwadron. "In feite zien we nu dat de werkelijke stralingsdoses die CRATER de afgelopen 4 jaar heeft waargenomen 10% hoger zijn dan voorspeld, wat aangeeft dat de stralingssituatie nog sneller verslechtert dan we hadden verwacht." In deze grafiek tonen de felgroene datapunten de meest recente overschrijdingen:
Maar zelfs op aarde is deze achteruitgang voelbaar
Spaceweather.com en Earth to Sky Calculus hebben sinds 2015 bijna elke week ruimteweerballonnen in de stratosfeer gelanceerd. Sensoren aan boord van deze ballonnen laten een toename van 13% zien in straling (röntgen- en gammastraling) die de atmosfeer van onze planeet binnendringt:
De röntgen- en gammastralen die door deze ballonnen worden gedetecteerd, zijn "secundaire kosmische straling" die wordt veroorzaakt door het instorten van de primaire kosmische straling in de bovenste atmosfeer van de aarde. Het energiebereik van de sensoren is van 10 keV tot 20 MeV, vergelijkbaar met het assortiment medische röntgenapparatuur en luchthavenbeveiligingsscanners.
Welke invloed heeft dit op ons?
Kosmische straling treft commerciële luchtvaartmaatschappijen, waardoor passagiers en cockpitpersoneel zo hard worden gedoseerd dat piloten door de Internationale Commissie voor Stralingsbescherming worden geclassificeerd als beroepsmatig blootgestelde werknemers. Sommige onderzoeken tonen aan dat kosmische straling wolken kan zaaien en bliksem kan veroorzaken, en mogelijk het weer en het klimaat kan beïnvloeden. Daarnaast zijn er studies die kosmische straling in verband brengen met de gezondheid van de algemene bevolking.
Deze grafiek geeft stralingsmetingen weer, niet alleen in de stratosfeer, maar ook op luchtvaarthoogte. Weergegeven in relatie tot zeeniveau. We zien bijvoorbeeld dat passagiers in een vliegtuig dat op een hoogte van 7.000 meter vliegt, doses ontvangen die 10 keer hoger zijn dan zeeniveau. Op 12.000 voet nadert de dosis 50x. Via Spaceweather.
Waarom neemt de kracht van kosmische straling toe?
De belangrijkste reden is de zon. Coronale massa-ejecties (CME's) vegen kosmische straling weg terwijl ze de aarde passeren. Tijdens de maximale zon zijn CME's overvloedig aanwezig en dit heeft invloed op de kosmische straling. Nu nadert de zonnecyclus echter een minimum, waardoor kosmische straling de aarde met volle kracht kan aanvallen. Een andere belangrijke reden is de verzwakking van het magnetische veld van de aarde, dat ons beschermt tegen kosmische straling.
Eén ding is duidelijk: kosmische straling zal de komende jaren alleen maar intensiveren en zelfs nog intenser worden, nu de zon ondergaat in wat misschien wel het diepste minimum van de zon in meer dan een eeuw is.
