«Мені сподобалися і книга, і фільм», - повідомив Тернер порталу Space.com електронною поштою. "Однак обидва твори промовчали про радіаційні ризики. А я довгий час працював над управлінням радіаційними ризиками для астронавтів. І мені стало просто цікаво, який же буде ризик у випадку з Марком Вотні? ".
Тернер вирішив кількісно оцінити цей ризик. Він провів власне дослідження. У ньому вивчалася радіаційна загроза як для Вотні, так для його колег - дослідників Марса. Вони зуміли покинути планету під час потужної пилової бурі. А ось Уотні відстав від своїх товаришів по команді. Вони вважали, що він помер.
Аналіз Тернера показує, що Уотні опинився в більш виграшній ситуації, ніж його товариші, які евакуювалися з планети. Вони отримали більш високі дози випромінювання, коли подорожували по космосу на своєму кораблі, що мав назву «Гермес». І екіпаж «Гермеса», можливо, відчув вплив цих доз ще тоді, коли знаходиться в космосі, йдеться в дослідженні.
Два джерела радіації
Коли астронавти покидають Землю, вони піддаються підвищеному впливу радіації. Вона виходить з двох основних джерел. Перший - це частинки високої енергії, що випускаються Сонцем під час сонячних буревіїв. Другий - це всюдисущі галактичні космічні промені (GCR). Вони є вільними від електронів атомними ядрами. І які переміщуються майже зі швидкістю світла. Відбуваються вони від далеких вибухів наднових. І інших драматичних подій у Всесвіті.
Кількість радіації, одержуваної астронавтами під час місії на Марс, може бути різною. Воно буде частково залежати від того, коли саме ця місія відбулася. Хоча ні в книзі, ні у фільмі прямо не зазначено, коли саме Вотні і його товариші по команді брали участь у місії «Арес-3». Однак розумні люди все ж вирахували це. А автор «Марсіянина» Енді Уір підтвердив, що астронавти прибули на Червону планету в листопаді 2035 року.
Цього року Сонце перебуватиме в максимумі активності свого 11-річного циклу. У такий час потужні сонячні бурі можуть відбуватися дуже часто. Не рідше одного разу на місяць. І можуть тривати від декількох годин, до декількох днів. І це було б серйозною проблемою для астронавтів і на Марсі, і в глибокому космосі.
"Ключем до адаптації до сонячних штормів є створення попереджувальної архітектури сонячних контрольних супутників і приладів, які вимірюють рівні радіації в реальному часі в місцях проживання. І можуть переноситися астронавтами. І тому ті будуть знати що потрібно залишатися в укритті ", - говорить Тернер.
Сховатися від спалаху
Під час сильної сонячної бурі астронавти на поверхні Марса, такі як Уотні, швидше за все, будуть змушені ховатися в спеціальних приміщеннях. Або в роверах, що мають надміцне екранування, додав Тернер. Члени екіпажу Уотні в космосі також повинні були б залишатися в найбільш захищених приміщеннях «Гермеса». Вони повинні були слідувати процедурам, аналогічним тим, які практикують сьогодні астронавти на Міжнародній космічній станції (МКС).
Тернер сказав, що екрани товщиною від 4 до 12 дюймів (від 10 до 30 сантиметрів) можуть допомогти знизити випромінювання сонячних бурь до безпечного для астронавтів рівня. Стратегічно правильне розміщення матеріалів, води і навіть відходів теж може стати перешкодою для частинок, що швидко рухаються.
Атмосфера Марса, хоча і більш тонка, ніж земна, теж забезпечувала б Вотні та інших марсіанських дослідників деяким захистом від сонячних бурь. Сама планета служила б ще одним щитом, що блокує шкідливі частинки вночі. У цей час доби скелясте тіло Марса перебувало б між астронавтом і частинками, що летять від Сонця.
Спочатку у Вотні не було будь-якого зв'язку з НАСА. Тому він не міг отримувати жодних попереджень про майбутні сонячні бурі. Але, як показано у фільмі, при цьому перебував у повному порядку на марсіанській поверхні, заявив Тернер.
"Оскільки Марк проводив більшу частину свого часу в ровері або в місці свого проживання, і, оскільки атмосфера Марса добре справляється з ослабленням сонячної радіації, Марк не піддавався б істотному ризику. Навіть якби не знав, що йде сонячна буря. Поки не почалася б найсильніша з них ", - сказав Тернер.
Вотні отримав би тільки від 10 до 20 відсотків радіаційного впливу сонячних буревіїв, отриманого його товаришами по команді на борту «Гермеса», сказав Тернер.
Правильне планування місій
Здійснення міжпланетної місії під час максимуму сонячної активності може здатися поганою ідеєю. Однак насправді це може бути найкращий час для подорожі, додав Тернер. Коли Сонце знаходиться на піку активності, небезпечні GCRs насправді стають безпечнішими. Оскільки відчувають труднощі з проходженням через сонячний вітер і сонячне магнітне поле. А дози опромінення скорочуються наполовину, підсумував вчений.
Для захисту астронавтів від GCR потрібен значно товстіший щит, ніж для захисту від радіації сонячних бурь. Невелика товщина такого щита зупинила б тільки частинки з низькою енергією, сказав Тернер. Вона зменшить дозу опромінення лише наполовину, або навіть менше. Однак легкі матеріали, такі як алюміній, цілком можуть допомогти в розсіянні частинок. Якщо їх розташувати в космічному кораблі в потрібних місцях.
Залишившись на Марсі, Вотні отримав значно меншу кількість випромінювання GCR, ніж екіпаж «Гермеса». Поки космічний корабель піддається випромінюванню з усіх боків, планета буде блокувати випромінювання, що йде знизу. Скорочуючи дозу навпіл. Атмосфера, хоча й тонка, блокувала б ще більше променів. Це скоротило б загальну дозу радіації, отриману Вотні, приблизно на одну третину щодо його колег.
РІТЕГ як джерело випромінювання
Вотні зазнав впливу іншого джерела випромінювання, коли викопав радіоізотопний термоелектричний генератор (РІТЕГ) марсіанського аванпоста. І використовував цей інструмент, всередині якого відбувається розпад плутонію, як джерело тепла. Тернер не має точних даних про цю систему. Тому він не підрахував, як це могло вплинути на астронавта.
«Розмовляючи з експертами з цього джерела енергії я з'ясував, що цілком ймовірно, це призвело б до невеликого збільшення загального фонового випромінювання», - сказав він. "Від РІТЕГів, як правило, відносно легко захиститися. І можна цілком безпечно їх використовувати ".
Таким чином незважаючи на те, що він залишився один і голодував, схоже Уотні з більшою часткою ймовірності вижив би. Принаймні щодо своїх товаришів він отримав би меншу дозу радіації.
