Een nieuw ontdekt fenomeen suggereert dat de ruimte tussen de aarde en de maan niet gelijkmatig wordt blootgesteld aan galactische kosmische straling, een constante stroom van hoogenergetische deeltjes van buiten ons zonnestelsel. Gegevens van de Chinese Chang’e 4-lander aan de andere kant van de maan duiden op de aanwezigheid van een tijdelijke “holte” in deze stralingsstroom, waardoor de protonniveaus met wel 20% worden verlaagd wanneer de aarde en de maan in een specifieke richting op één lijn staan.
Kosmische straling en de bedreiging voor ruimteverkenning
Galactische kosmische straling (GCR’s) zijn energetische deeltjes – voornamelijk protonen en zware atoomkernen – die worden uitgezonden door gebeurtenissen zoals supernova-explosies. Deze deeltjes vormen een aanzienlijk gevaar voor astronauten en cockpitpersoneel op grote hoogte omdat het ioniserende straling is die het DNA kan beschadigen en het risico op kanker kan vergroten. Terwijl de atmosfeer van de aarde het oppervlak grotendeels afschermt, blijven ruimtevaartuigen en maanmissies zichtbaar.
De activiteit van de zon heeft ook invloed op de GCR-niveaus; zonnevlammen en verhoogde magnetische activiteit kunnen sommige van deze deeltjes afbuigen, maar de nieuwe bevindingen wijzen op een andere beschermende factor: het magnetische veld van de aarde. Het team ontdekte dat het magnetische veld van de aarde dat ook kan, maar dat de zon er nog steeds indirect bij betrokken is.
De ontdekking van Chang’e 4
De Chang’e 4-lander, uitgerust met een Lunar Lander Neutron and Dosimetry (LND)-instrument, houdt sinds 2019 de protonenflux aan de andere kant van de maan in de gaten. Door gegevens over 31 maancycli te analyseren, observeerden onderzoekers een consistente daling in protonniveaus toen de maan een specifieke orbitale positie binnenging – de ‘preneonsector’ – ten opzichte van de aarde en de zon.
Deze verlaging is niet willekeurig. Het is verbonden met de uitlijning van het interplanetaire magnetische veld, dat tijdens zijn rotatie naar buiten spiraalt vanaf de zon (bekend als de Parker-spiraal). Wanneer dit veld op één lijn ligt met het magnetische veld van de aarde, ontstaat er een ‘schaduw’ in de GCR-flux. De Maan passeert tijdens elke baan ongeveer twee dagen effectief dit gebied met verminderde straling.
Implicaties voor toekomstige missies
De onderzoekers suggereren dat deze ontdekking praktische toepassingen heeft voor de planning van ruimtemissies. Door maanoperaties te plannen, met name extravehiculaire activiteiten (EVA’s), tijdens perioden waarin de maan zich in deze GCR-holte bevindt, kan de blootstelling van astronauten aan straling tot een minimum worden beperkt.
“Deze bevinding biedt een potentiële strategie voor de planning van missies… operaties kunnen zo worden getimed dat ze samenvallen met deze lagere stralingsperioden om het blootstellingsrisico te verminderen.”
Verder onderzoek is nodig om de omvang en het gedrag van dit fenomeen in kaart te brengen, wat ook informatie zou kunnen opleveren over stralingsbeschermingsstrategieën voor missies in de buurt van andere gemagnetiseerde lichamen in ons zonnestelsel. De studie onderstreept dat ruimtestraling niet uniform is en dat het begrijpen van deze variaties cruciaal is om de veiligheid van toekomstige ontdekkingsreizigers te garanderen.
