Имитировать излучение от различных космических объектов на Земле, чтобы затем получить сведения об их составе, позволит исследование, которое проводят российские физики вместе со своими японскими и американскими коллегами.
Всем известно, что поверхность лишенных атмосферы космических тел непрерывно бомбардируют потоки протонов, альфа-частиц и ионы тяжелых металлов — основные составляющие галактического или солнечного (если речь идет об окрестностях Солнца) ветра. Взаимодействуя с материалом космических тел, этот поток выбивает из него вторичное излучение — рентгеновское и нейтронное. Причем его характеристики напрямую зависят от состава попавшей под удар мишени, будь то планета, астероид или иной объект, в том числе и космический корабль.Если зарегистрировать это излучение, можно на большом расстоянии узнать, из чего состоит то или иное космическое тело. Вот тут-то и возникает задача интерпретации данных. Дело в том, что, кроме лунного грунта никакого иного инопланетного вещества в руках исследователей до сих пор не было. И как будет реагировать вещество других планет на облучение, можно только предполагать.
Значит, надо смоделировать взаимодействие потока быстрых протонов с разными веществами и посмотреть, что за нейтроны и гамма-излучение из них при этом вылетают. Именно это и предлагают сделать ученые из обнинского Института теоретической и экспериментальной физики (ИТЭФ) совместно со своими коллегами из Альбукерка, Лос-Аламоса, Тулузы и Токио, подавшие заявку на получение гранта МНТЦ.
Пучками протонов и тяжелых ионов, разогнанных до космических энергий на Тераватном накопителе (ТВН) ИТЭФ, физики предполагают бомбардировать мишени из массивных блоков железа, алюминия, базальта, гранита и бетона. По мнению ученых, эти материалы наиболее близко отражают элементный состав поверхностей внутренних планет солнечной системы и астероидов. Возникающее вторичное излучение зарегистрируют детекторами, расположенными как внутри, так и на их поверхности облучаемых блоков. Таким образом удастся выяснить, как по вторичному гамма- и нейтронному излучению планет узнать элементный состав их поверхности.
Надо сказать, что такое вторичное гамма- и нейтронное излучение уже измерено для Луны и Марса с помощью зондов «Lunar Prospector» и «Mars Odyssey» соответственно. Эти данные позволили ученым, например, заявить о наличии в марсианском грунте большого количества воды. Однако дать количественную оценку остальных элементов пока сложно. Так, ученые из Лос-Аламосской лаборатории Минэнерго США, которые моделируют полученные данные с «Mars Odyssey» с помощью наиболее современной программы MCNPX, получили 4-кратное несоответствие по кремнию между наблюдаемыми и модельными данными.
Впрочем, научиться определять, из каких элементов состоит поверхность той или иной планеты, — не единственная цель исследователей. «Результаты, которые мы надеемся получить в рамках этого проекта, — говорит руководитель работы доктор физико-математических наук Юрий Титаренко, — можно будет использовать для решения как фундаментальных, так и чисто прикладных задач. Они помогут нам уточнить представления о происхождении и эволюции планет, получить сведения о свойствах небесных тел, исключительно важные при подготовке и осуществлении длительных пилотируемых космических полетов. Кроме того, они будут важны для прогноза радиационной стойкости электроники в этих полетах. А на Земле полученные данные пригодятся тем, кто проектирует радиационную защиту ускорителей заряженных частиц. Чтобы она была непробиваемой и экономичной».
