Бермудский треугольник в космосе

«Прежде чем стать астронавтом, я прослушал много историй об астронавтах, которые видели белые вспышки излучения во время выхода в космос», говорит Терри Виртс, бывший астронавт NASA. На пятую ночь его первого полета — миссию на космическом шаттле «Индевор» в 2010 году — когда подошло время сна, «я закрыл глаза — и бум! Гигантская, белая, ослепительная вспышка появилась у меня перед глазами, и я ничего не слышал».

Чем больше предприниматели сталкиваются с космическими полетами — вроде CEO SpaceX Илона Маска, который на днях запустил свою ракету Falcon Heavy во Флориде, — тем чаще они сталкиваются с необычными явлениями вроде описанного выше.

Одно из самых странных явлений — то, которое засвидетельствовал Виртс. Это Южно-Атлантическая аномалия (SAA), которая представляет собой массивную вспышку без звука. Но SAA — это не просто странное зрелище. Оно наносит ущерб компьютерам в окрестностях и подвергает людей поблизости повышенному уровню радиации. За это его назвали «космическим Бермудским треугольником».

По мере того как пилотируемые космические полеты становятся все более распространенными, а астронавты все больше полагаются на компьютеры, проблемы, которые влечет за собой SAA, могут лишь усугубляться.

Чтобы понять SAA, сперва нужно понять радиационные пояса Ван Аллена. Это две зоны из заряженных частиц в форме тора, окружающие Землю и удерживаемые на месте ее магнитным полем. «Солнце посылает огромное количество радиации», говорит Виртс, «и множество частиц вроде электронов выстреливают с поверхности Солнца. Весь этот материал прилетает также из космоса, и магнитное поле Солнца может его перенаправлять. Попадая на Землю, он улавливается магнитным полем и образует эти радиационные пояса в космосе».

Хорошая новость в том, что пояса Ван Аллена защищают Землю от заряженных электронных частиц, заброшенных солнцем. Плохая новость в том, что есть одно но.

Земля не совсем круглая; посередине она слегка выпуклая. Магнитные полюса Земли также не соответствуют географическим полюсам, поэтому они смещаются, а вместе с ними и пояса Ван Аллена. SAA рождается там, где внутренний радиационный пояс Ван Аллена оказывается в нижней точке и ближайшей к Земле. Из-за наклона магнитное поле сильнее всего на севере, и область над Южной Атлантикой и Бразилией оказывается на пути пояса Ван Аллена.

Для Земли это не представляет никакой опасности. Но наносит ущерб любым спутникам и другим аппаратам вроде Международной космической станции, которые проходят через эту область, и людям на борту. Виртс хорошо запомнил свой полет 2010 года и время, проведенное на МКС в 2014 году.

Белые вспышки, о которых сообщают астронавты, также затрагивают и компьютеры. «У нас есть акронимы для всех событий в NASA», говорит Виртс. «И есть SEU — одиночные расстройства. Этот акроним означает, что компьютер «моргает», и происходят они довольно часто».

«Существует хорошо известная область, в которой различные типы спутников — не только космическая станция с людьми, но и обычные спутники связи — сталкиваются с проблемами», добавляет он. «В такие моменты хочется пролететь как можно быстрее».

К примеру, космический телескоп Хаббла в такие моменты не может осуществлять астрономические наблюдения, пролетая через такой регион.

Как же аппаратам и пассажирам защититься от этого потока излучения? Вода — лучшая защита, говорит Виртс. На МКС астронавты используют «водяную стену». «Это просто 23-килограммовые мешки с водой», говорит он. Ими оборачивают зоны сна астронавтов.

Радиация тщательно отслеживается во время космических полетов. «Есть несколько электронных детекторов, которые просто считывают радиационные всплески и отправляют данные на Землю», говорит Виртс. «У каждого из нас есть радиационный монитор на все время, пока мы в космосе. Я держал его в кармане на протяжении всей миссии, каждый раз. Даже выходя в космос, я брал его с собой в кармане».

Этот бой между магнитным полем Земли и солнечным ветром демонстрирует еще один любопытный эффект: полярное сияние. Оно вызывается тем, что сильно заряженные частицы от солнца бьются об атмосферу Земли, рождая зеленоватое свечение.

На Земле люди путешествуют за тысячи километров, чтобы увидеть полярное сияние. Но на МКС их видно лучше всего. «Из космоса северное сияние сильно отличается от южного сияния», говорит Виртс. «Северное сияние с точки зрения МКС всегда было тоненькой полосочкой где-то вдалеке, а южное сияние всегда было большим облаком, которое ближе к станции».

На протяжении 215 дней, проведенных в космосе, эта картина всегда оставалась с ним. «Ты летаешь и видишь гигантские зеленые и красные танцующие облака. На Земле ничего подобного нет».

Независимо от того, насколько красив этот вид, чем более распространенными становятся космические миссии и полеты, чем дальше уходят зонды, тем крепче должен космический аппарат переносить SAA и радиационное воздействие.

«По мере того, как мы уходим глубже в Солнечную систему и дальше от Земли, мы все меньше будем зависеть от центра управления полетом, который может оказать нам мгновенную помощь», говорит Виртс. «Возможно, нам придется подождать несколько минут из-за скорости света, чтобы получить ответ. Нам потребуются компьютеры с искусственным интеллектом и тому подобное».

И чем мощнее будет компьютер, тем больше он будет уязвим для проблем с радиацией. Найти защиту будет очень важно для будущего освоения космоса.