Satura rādītājs:

Cik bīstams cilvēkiem ir kosmiskais starojums?
Cik bīstams cilvēkiem ir kosmiskais starojums?

Video: Cik bīstams cilvēkiem ir kosmiskais starojums?

Video: Cik bīstams cilvēkiem ir kosmiskais starojums?
Video: Why Are Cosmic Rays Dangerous? | How The Universe Works 2024, Marts
Anonim

Zeme ir unikāla visu dzīvo būtņu šūpulis. Atmosfēras un magnētiskā lauka aizsargāti mēs nevaram domāt par radiācijas draudiem, izņemot tos, ko radām paši ar savām rokām. Tomēr visi kosmosa izpētes projekti - tuvu un tālu - vienmēr saskaras ar radiācijas drošības problēmu. Kosmoss ir naidīgs dzīvībai. Mūs tur negaida.

Starptautiskās kosmosa stacijas orbīta ir vairākkārt pacelta, un tagad tās augstums pārsniedz 400 km. Tas darīts, lai lidojošo laboratoriju pārvietotu prom no blīvajiem atmosfēras slāņiem, kur gāzes molekulas joprojām diezgan jūtami palēnina lidojumu un stacija zaudē augstumu. Lai pārāk bieži nekoriģētu orbītu, būtu labi staciju pacelt vēl augstāk, bet to nevar izdarīt. Apakšējā (protonu) starojuma josta sākas apmēram 500 km no Zemes. Ilgs lidojums jebkurā no starojuma joslām (un tādas ir divas) apkalpēm būs postošs.

Kosmonauts-likvidators

Tomēr nevar apgalvot, ka tajā augstumā, kādā pašlaik lido SKS, nav radiācijas drošības problēmu. Pirmkārt, Atlantijas okeāna dienvidos ir tā sauktā Brazīlijas jeb Dienvidatlantijas magnētiskā anomālija. Šeit šķiet, ka Zemes magnētiskais lauks nokrīt, un līdz ar to apakšējā radiācijas josta izrādās tuvāk virsmai. Un SKS joprojām pieskaras tai, lidojot šajā apgabalā.

Otrkārt, cilvēku kosmosā apdraud galaktikas starojums - lādētu daļiņu plūsma, kas steidzas no visām pusēm un milzīgā ātrumā, ko rada supernovas sprādzieni vai pulsāru, kvazāru un citu anomālu zvaigžņu ķermeņu darbība. Daļu no šīm daļiņām aiztur Zemes magnētiskais lauks (kas ir viens no faktoriem starojuma joslu veidošanā), bet otra daļa zaudē enerģiju sadursmēs ar gāzes molekulām atmosfērā.

Kaut kas sasniedz Zemes virsmu, tā ka neliels radioaktīvais fons atrodas uz mūsu planētas absolūti visur. Vidēji uz Zemes dzīvojošs cilvēks, kurš nenodarbojas ar starojuma avotiem, gadā saņem 1 milizīverta (mSv) devu. Kosmonauts uz SKS nopelna 0,5–0,7 mSv. Ikdienas!

Radiācijas jostas
Radiācijas jostas

Radiācijas jostas

Zemes radiācijas jostas ir magnetosfēras reģioni, kuros uzkrājas augstas enerģijas lādētas daļiņas. Iekšējā josta galvenokārt sastāv no protoniem, ārējā - no elektroniem. 2012. gadā NASA satelīts atklāja vēl vienu jostu, kas atrodas starp abiem zināmajiem.

"Var veikt interesantu salīdzinājumu," saka Vjačeslavs Šuršakovs, Krievijas Zinātņu akadēmijas Biomedicīnas problēmu institūta Kosmonautu radiācijas drošības katedras vadītājs, fizikas un matemātikas zinātņu kandidāts. - Atomelektrostacijas darbinieka pieļaujamā gada deva tiek uzskatīta par 20 mSv - 20 reizes vairāk, nekā saņem parasts cilvēks. Avārijas reaģēšanas speciālistiem, šiem īpaši apmācītajiem cilvēkiem, maksimālā gada deva ir 200 mSv. Tas jau ir 200 reižu vairāk nekā parastā deva un… praktiski tikpat daudz, cik saņem astronauts, kurš gadu nostrādājis SKS.

Šobrīd medicīnā ir noteikta maksimālās devas robeža, kuru nedrīkst pārsniegt cilvēka dzīves laikā, lai izvairītos no nopietnām veselības problēmām. Tas ir 1000 mSv jeb 1 Sv. Tādējādi pat AES darbinieks ar saviem standartiem var mierīgi strādāt piecdesmit gadus, ne par ko neuztraucoties.

Savukārt astronauts savu robežu izsmēs tikai piecu gadu laikā. Bet, pat nolidojot četrus gadus un iegūstot savus likumīgos 800 mSv, viņš diez vai tiks ielaists jaunā lidojumā uz vienu gadu, jo draudēs limita pārsniegšana.

Kosmiskais starojums
Kosmiskais starojums

"Vēl viens radiācijas apdraudējuma faktors kosmosā," skaidro Vjačeslavs Šuršakovs, ir Saules aktivitāte, īpaši tā sauktās protonu emisijas. Izmešanas brīdī īsā laikā astronauts uz SKS var saņemt papildu 30 mSv. Labi, ka Saules protonu notikumi notiek reti – 1–2 reizes 11 gadu saules aktivitātes ciklā. Slikti, ka šie procesi notiek stohastiski, nejaušā secībā un ir grūti prognozējami.

Es neatceros tādu, ka mūsu zinātne mūs būtu iepriekš brīdinājusi par gaidāmo atbrīvošanu. Parasti tas tā nav. SKS dozimetri pēkšņi uzrāda fona palielināšanos, mēs izsaucam Saules speciālistus un saņemam apstiprinājumu: jā, ir mūsu zvaigznes anomāla aktivitāte. Tieši šādu pēkšņu Saules protonu notikumu dēļ mēs nekad precīzi nezinām, kādu devu astronauts paņems līdzi no lidojuma.

Trakas daļiņas

Radiācijas problēmas apkalpēm, kas dosies uz Marsu, sāksies jau no Zemes. Kuģim, kas sver 100 tonnas un vairāk, zemās zemes orbītā būs ilgstoši jāpaātrina, un daļa no šīs trajektorijas iet iekšā radiācijas joslās. Tās vairs nav stundas, bet dienas un nedēļas. Tālāk - izejot ārpus magnetosfēras un galaktikas starojuma tā sākotnējā formā, daudzas smagas lādētas daļiņas, kuru ietekme zem Zemes magnētiskā lauka "lietussarga" ir jūtama maz.

Kosmiskais starojums
Kosmiskais starojums

"Problēma ir tāda," saka Vjačeslavs Šuršakovs, "ka mūsdienās ir maz pētīta daļiņu ietekme uz cilvēka ķermeņa kritiskajiem orgāniem (piemēram, nervu sistēmu). Iespējams, ka starojums izraisīs astronauta atmiņas zudumu, patoloģiskas uzvedības reakcijas un agresiju. Un ļoti iespējams, ka šīs sekas nebūs atkarīgas no devas. Kamēr nav uzkrāts pietiekami daudz datu par dzīvo organismu eksistenci ārpus Zemes magnētiskā lauka, doties ilgās kosmosa ekspedīcijās ir ļoti riskanti.

Kad radiācijas drošības eksperti iesaka kosmosa kuģu dizaineriem palielināt bioloģisko drošību, viņi atbild uz šķietami diezgan racionālu jautājumu: “Kāda ir problēma? Vai kāds no kosmonautiem nomira no staru slimības? Diemžēl uz klāja saņemtās starojuma devas nav pat nākotnes zvaigžņu kuģi, bet gan parastais SKS, lai arī atbilst standartiem, nebūt nav nekaitīgas.

Padomju Savienības kosmonauti nez kāpēc nekad nesūdzējās par savu redzi – acīmredzot baidījās par savu karjeru, taču amerikāņu dati skaidri parāda, ka kosmiskais starojums palielina kataraktas un lēcu necaurredzamības risku. Astronautu asins analīzes liecina par hromosomu aberāciju palielināšanos limfocītos pēc katra kosmosa lidojuma, ko medicīnā uzskata par audzēja marķieri. Kopumā tika secināts, ka 1 Sv pieļaujamās devas saņemšana dzīves laikā saīsina mūžu vidēji par trim gadiem.

Mēness riski

Viens no "spēcīgajiem" "Mēness sazvērestības" piekritēju argumentiem ir apgalvojums, ka radiācijas joslu šķērsošana un atrašanās uz Mēness, kur nav magnētiskā lauka, izraisītu neizbēgamu astronautu nāvi no staru slimības. Amerikāņu astronautiem tiešām bija jāšķērso Zemes radiācijas joslas – protonu un elektroniskās. Bet tas notika tikai dažas stundas, un devas, ko misiju laikā saņēma Apollo apkalpes, izrādījās ievērojamas, taču salīdzināmas ar tām, kuras saņēma SKS veco taimeri. "Protams, amerikāņiem paveicās," saka Vjačeslavs Šuršakovs, "galu galā viņu lidojumu laikā nenotika neviens saules protonu notikums. Ja tas notiktu, astronauti saņemtu subletālas devas - nevis 30 mSv, bet 3 Sv.

Saslapiniet savus dvieļus

"Mēs, radiācijas drošības jomas speciālisti," saka Vjačeslavs Šuršakovs, "pieprasām, lai ekipāžu aizsardzība tiktu pastiprināta. Piemēram, uz SKS visneaizsargātākās ir kosmonautu kajītes, kur viņi atpūšas. Papildu masas tur nav, un cilvēku no kosmosa šķir tikai vairākus milimetrus bieza metāla siena. Ja mēs samazinām šo barjeru līdz radioloģijā pieņemtajam ūdens ekvivalentam, tas ir tikai 1 cm ūdens.

Salīdzinājumam: Zemes atmosfēra, zem kuras mēs slēpjamies no radiācijas, ir līdzvērtīga 10 m ūdens. Nesen ierosinājām aizsargāt astronautu kajītes ar papildu ūdenī samērcētu dvieļu un salvešu slāni, kas ievērojami samazinātu radiācijas ietekmi. Tiek izstrādātas zāles, lai aizsargātu pret radiāciju, lai gan tās vēl netiek izmantotas SKS.

Iespējams, nākotnē, izmantojot medicīnas un gēnu inženierijas metodes, izdosies uzlabot cilvēka organismu, lai tā kritiskie orgāni būtu izturīgāki pret radiācijas faktoriem. Bet jebkurā gadījumā, ja zinātne nepievērš īpašu uzmanību šai problēmai, var aizmirst par tālsatiksmes lidojumiem kosmosā.

Ieteicams: