Имеет ли космическое излучение преобладающее «направление происхождения»?

Рассматриваю некоторые спекулятивные конструкции и просматриваю варианты защиты от радиации. Похоже, что, помимо солнечной активности, главное, от чего нужно защищаться изо дня в день, — это космическое излучение.

Теперь я знаю, что пластик, богатый водой/водородом, является идеальным защитным материалом, но я работаю именно над этим местом. И я задавался вопросом, есть ли необходимость/выгода в сосредоточении слоев защиты в одном месте - например. если космическое излучение исходит преимущественно из галактического ядра, то вам может сойти с рук наличие большей части вашего экранирования на «стороне», обращенной в этом направлении.

Была просто мысль. Я видел противоречивые данные по этому поводу, ни одна из которых не казалась такой уж надежной, поэтому подумала, что спрошу, поскольку уверена, что кто-то знает реальную статью, которая могла бы помочь :)

Это очень актуально для Space Exploration SE, но возможно, что в Astronomy SE также будут некоторые полезные ответы . Было бы неплохо поискать там что-нибудь полезное.
Совершенно верно, но, к сожалению, я не думаю, что могу делать перекрестные сообщения, и я использовал этот SE раньше для других вопросов. Я все же пойду туда посмотрю.
Да, я бы сказал, что этот вопрос определенно принадлежит сюда, потому что он имеет отношение к пилотируемым космическим полетам, космическим кораблям и разработке миссий. Одной из возможных стратегий было бы задать чисто астрономический вопрос: «Угловое распределение космических лучей между 1 и 2 а.е. выше 50 МэВ?» и вместо этого спросите: «Планы защиты астронавтов в дальних космических полетах когда-либо рассматривались или учитывали возможную направленность космических лучей?». Их можно задавать параллельно на двух сайтах, и они могут/должны даже ссылаться друг на друга. Это то, что я бы сделал, но я особенно активный вопросник :-)
Где этот корабль предназначен для работы? НОО, рядом с Землей, но за пределами поясов Ван Аллена, внутри Солнечной системы, вне Солнечной системы? В большей части Солнечной системы основным источником частиц является Солнце. Некоторая соответствующая информация есть на physics.stackexchange.com/q/556945/123208 .
Это точно? КВМ и тому подобное вызывают кратковременные, но высокоинтенсивные всплески излучения, но космические лучи из-за пределов Солнечной системы представляют собой постоянную угрозу (особенно потому, что их взаимодействие с корпусом корабля может вызвать внезапные всплески высокоэнергетического излучения).

Ответы (1)

Направления космических лучей несколько анизотропны, но я думаю, этого недостаточно, чтобы вы могли использовать это для экранирования.

Вот слайды презентации, в которой цитируется наблюдаемая анизотропия около 10 − 3 . Вот статья с некоторыми графиками, использующими данные из IceCube и IceTop, которые снова показывают анизотропию. ∼ 10 − 3 . Поиск «анизотропии космических лучей» даст много результатов: я только что выбрал пару здесь.

Если вы думаете об экранировании, вам также необходимо подумать о том, может ли объект, который вы экранируете, когда-либо вращаться относительно инерциальной системы отсчета, и справиться с этим, если будет. Скорее всего, если это космический корабль или прикрепленный к планете, он будет (но если он прикреплен к планете, вам не нужно так сильно беспокоиться о вещах, выходящих из-под вас).

Хотя эти результаты применимы к космическим лучам высоких энергий, изотропия космических лучей более низких энергий, как правило, выше. Это потому, что их гирорадиус уменьшается по мере уменьшения их энергии, так что куда бы они ни отправились с их направления, они по существу рандомизируются. Из этих конспектов лекций протон с энергией ≈ 1 Т е В , и учитывая магнитное поле около 10 − 4 г в местной межпланетной среде гирорадиус составляет около 20 а ты (радиус орбиты Урана равен ≈ 20 а ты ). Таким образом, только протоны с энергиями, значительно превышающими эту, могут сохранять свое направление, как только они входят в Солнечную систему. Из этих конспектов лекций:

Наблюдения за космическими лучами показывают, что направления прихода относительно изотропны и фактически чем ниже энергия (вплоть до 10 12 е В ) тем изотропнее распределение направлений космических лучей.

Они предназначены для космических лучей чрезвычайно высоких энергий, в сотни ТэВ, что делает их менее актуальными, поскольку они настолько релятивистские, что представляют собой минимально ионизирующие частицы , хотя и вызывают расщепление. Я не уверен, что именно эти изотропные сверхвысокоэнергетические частицы с наибольшей вероятностью могут вызвать последствия для здоровья, но я не уверен. 1 ГэВ до 10 МэВ пройдет через стену кабины и ионизируется как сумасшедшая при более низкой энергии. Можно ли привести работы, в которых выделяются энергии, наиболее вероятно вызывающие проблемы?
@uhoh: я добавил примечание: низкоэнергетические частицы имеют относительно небольшой гирорадиус, поэтому то, откуда они появляются, в основном не связано с тем, откуда они пришли.
Да, но это моя точка зрения; магнитные поля имеют четко определенное направление, поэтому направление протонов, которые имеют значение, может отклоняться от случайного намного больше, чем 1E-03. Я не думаю, что это означает, что будет волшебное место для защиты; ваши выводы, безусловно, хороши.
@uhoh: они не движутся вдоль силовых линий магнитного поля: они каким-то сложным образом закручиваются. Цитата из конспектов лекций: «Наблюдения за космическими лучами показывают, что направления прихода относительно изотропны, и на самом деле чем ниже энергия (вплоть до 10 12 е В ) тем более изотропно распределение направлений космических лучей».
Ориентированное поле не изменит их направления, не сделает их случайными или изотропными . Вместо этого вы можете увидеть довольно существенную разницу в потоке на единицу телесного угла, перпендикулярного силовым линиям и параллельного им. Это может быть значительная анизотропия, и, возможно, перпендикулярный поток на единицу телесного угла будет больше перпендикулярно ему, что означает, что у вас могут быть два минимума вдоль направления силовых линий. Это сложная проблема, потому что на поле в Солнечной системе также влияет солнечный ветер.
@uhoh верно, но они не путешествовали по полю с четко определенной единственной ориентацией: они путешествовали через много световых лет полей со многими ориентациями. Однако я возьму предложение, начинающееся с «наблюдений».
Имеет ли космическое излучение преобладающее «направление происхождения»?
СпросиСетьПолитика конфиденциальности1y, 0v