L’atterrisseur chinois révèle une « cavité » géante de rayonnement entre la Terre et la Lune – et cela pourrait changer la façon dont l’exploration lunaire est effectuée

Être « matinal » pourrait-il améliorer votre santé… sur la Lune ? Les scientifiques ont identifié ce qui semble être une « cavité » de rayonnement cosmique réduit près de la Lune terrestre. Cette découverte pourrait contribuer à réduire l’exposition des astronautes aux rayonnements nocifs sur futures missions lunaires en programmant certaines opérations de surface aux heures locales du matin.

La découverte, basée sur des données provenant de la Chine Atterrisseur lunaire Chang’e-4suggère que le champ magnétique terrestre pourrait affecter les distances dans l’espace plus loin que ce que les scientifiques prévoyaient auparavant. Selon les chercheurs, cette découverte remet en question l’hypothèse de longue date selon laquelle les rayons cosmiques galactiques sont à peu près uniforme dans tout l’espace entre la Terre et la Lune, en dehors du champ magnétique protecteur de notre planète.

L’étude, publiée mercredi 25 mars dans la revue Avancées scientifiquesa analysé les mesures de l’expérience Lunar Lander Neutron et Dosimétrie à bord de Chang’e-4. Les chercheurs ont signalé une région de galaxie galactique réduite rayons cosmiques pendant le matin local de la lune, environ quelques heures après le lever du soleil lunaire.

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Les rayons cosmiques constituent l’un des risques radiologiques les plus importants pour les astronautes voyageant au-delà de l’orbite terrestre basse. Ces particules à haute énergie peuvent pénétrer dans les vaisseaux spatiaux et les tissus humains, endommageant ainsi l’ADN et augmentant le risque de cancer. Avec davantage de voyages en équipage prévus sur la Lune, à commencer par celui de la NASA Artémis II La mission étant lancée dès le 1er avril, les chercheurs ont déclaré qu’une meilleure carte de l’intensité des rayonnements pourrait aider les planificateurs de mission à réduire l’exposition aux rayonnements des astronautes lors des explorations de surface.

« Les prochains débarquements auront probablement lieu dans les régions polaires », qui peuvent être ensoleillées en permanence, Robert Wimmer-Schweingruberprofesseur à l’Institut de physique expérimentale et appliquée de l’Université de Kiel en Allemagne et auteur correspondant de l’étude, a déclaré à Live Science dans un e-mail. Il a ajouté que le matin lunaire semble être le meilleur moment pour faire des excursions, car il réduit la quantité de rayonnement sur la peau des astronautes d’environ 20 % par rapport aux niveaux de rayonnement moyens sur la Lune.

Calculer les rayons cosmiques

Pour trouver cette cavité de rayons cosmiques, les chercheurs ont analysé les données collectées sur 31 cycles lunaires de janvier 2019 à janvier 2022, en se concentrant sur les périodes calmes de la planète. cycle solairelorsque le rayonnement spatial mesuré provenait principalement des rayons cosmiques galactiques. Ils ont recherché des changements répétés dans le nombre de protons mesurés par Chang’e-4 à partir des rayons alors que la Lune se déplaçait à travers différentes parties de son orbite autour de la Terre.

L’instrument Lunar Lander Neutron and Dosimetry a enregistré les protons des rayons cosmiques galactiques dans deux gammes d’énergie, que les chercheurs ont ensuite regroupées par heure locale lunaire. Ils ont découvert que les protons de plus faible énergie, dans la plage de 9,18 à 34,14 mégaélectronvolts, ont chuté d’environ 20 % au cours de la matinée locale de la Lune, pendant la phase gibbeuse croissante de la lune (dans la période entre une nouvelle lune et une pleine lune) par rapport aux heures ultérieures.

Parce que la diminution est apparue dans une partie spécifique et récurrente de la phase croissante de la Lune plutôt que dans tous les temps, l’équipe a déduit que la Lune traversait une véritable région de rayonnement cosmique réduit, qui, selon eux, avait été créée comme Le champ magnétique terrestre bloqué certains protons de haute énergie. Pour étudier cette idée, ils ont effectué des simulations du mouvement des protons sur l’orbite de la Lune et ont découvert la même cavité.

« Je ne m’attendais pas à voir cette ‘ombre’ ou cette cavité », a déclaré Wimmer-Schweingruber. « Rétrospectivement, cela semble tout à fait logique, mais j’étais très sceptique lorsque j’ai vu ce résultat pour la première fois », et c’est pourquoi l’équipe a effectué autant de tests, a-t-il ajouté.

Étendre l’influence magnétique de la Terre

Les résultats donnent une nouvelle image du comportement du rayonnement cosmique entre la Terre et la Lune. Les scientifiques pensaient généralement qu’une fois que les rayons cosmiques galactiques traversaient la magnétosphère terrestre, ils se répartissaient assez uniformément dans l’espace Terre-Lune et n’étaient que très peu affectés par le champ magnétique terrestre.

« Fondamentalement, ce résultat signifie que la magnétosphère terrestre influence l’espace même au-delà de son extension », a déclaré Wimmer-Schweingruber. L’équipe s’attendait à ce que la Terre affecte la Lune dans le futur. queue magnétiquele long flux de champ magnétique s’étendant du soleil du côté nocturne de la Terre, a-t-il noté, mais ils n’ont pas prédit un effet similaire devant la magnétosphère du côté solaire.

Wimmer-Schweingruber a déclaré que de futures études avec des ensembles de données plus importants pourraient mieux définir la taille et le comportement de cette cavité, ce qui pourrait ouvrir la voie à une ère plus pratique d’exploration lunaire. Il a suggéré qu’une règle empirique familière pourrait s’appliquer pour des missions lunaires plus sûres : il est « préférable pour les astronautes de s’aventurer sur la surface lunaire aux heures locales du matin », a déclaré Wimmer-Schweingruber – « tout comme pour les humains sur Terre !

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