人類在月球上的輻射比在地球上的輻射高200倍

2021年1月31日將是阿波羅14號發射50周年。這一歷史性任務是第一個從月球表面播出彩色電視信號的事件，標志著美國第一位宇航員艾倫·謝潑德(Alan Shepard)英勇返回太空著名地擊中了月??球表面的兩個高爾夫球。雖然總體上不能夸大阿波羅14號和阿波羅計劃的重要性，但謝潑德在月球表面只花了兩天時間。尤金·塞南(Eugene Cernan)和哈里森·施密特(Harrison Schmitt)保持著人類在月球上飛行時間最長的記錄僅三天。所有阿波羅宇航員都暴露在月球表面高水平的輻射下，但是停留時間相對較短，因此認為這種風險是可以接受的。

由于NASA的Artemis計劃打算開啟人類在月球上長期居住的時代，長時間暴露在強烈的輻射之下對未來的宇航員的健康和福祉構成了嚴重威脅。減輕危險的第一步之一就是開發大量數據，以精確概述輻射的水平和性質。9月發表的研究結果基于從中國月球著陸器Chang'E 4上登月中子和劑量學實驗收集的數據，揭示了對月球表面輻射水平的長期測量。這是首次收集到的月球輻射水平的擴展測量結果，將有助于設計和屏蔽未來的月球棲息地。

一直很清楚，必須保護太空輻射，以保護月球的長期居住者免受有害健康的影響。設計任何此類結構的重要步驟是深入了解確切的輻射威脅水平。Chang娥四號的數據和相關研究對月球上的空間輻射環境的性質提供了空前的見識。來自航天器的讀數可用于確定等效劑量率，這是隨時間推移輻射劑量的生物學加權度量。每小時產生60微西弗特的結果。這是國際空間站上的宇航員輻射水平的兩倍以上，是長途航班的輻射水平的五到十倍，

未來的月球居民必須應對兩種主要的輻射源。首先，有銀河系宇宙射線或GCR。這些主要由帶電粒子組成，例如質子和裸氦核，其中約1%的GCR由較重元素的核組成。由于帶電粒子造成的損害與核電荷的平方成比例，因此這些較重的元素可能對人體組織造成不成比例的高損害。輻射來自散布在天空中的數百萬個源，并且其水平非常一致。

第二個輻射威脅是太陽粒子事件或SPE。顧名思義，這些是太陽上偶發事件的結果，例如日冕物質拋射(CME)或太陽耀斑。與GCR相比，SPE的輻射可預測性要低得多，但可能具有破壞性，以至于由于單個事件或暴露而引起急性組織損傷。

SPE不僅危害未來的月球居民，而且還會影響地球上的生命。1989年的地磁風暴和相關的停電事故使魁北克和美國東北部的數百萬人無電，這是太陽噴發對人類影響的一個特別明顯的例子。值得慶幸的是，地球的強磁場使我們免受來自太陽的大量破壞性帶電粒子的侵害。缺少磁場和大氣的月球則不是這樣，使表面上的任何人都暴露于進入的空間輻射的全部強度。