Jorden er en unik vugge af alle levende ting. Beskyttet af dets atmosfære og magnetfelt kan vi ikke tænke på strålingstrusler, undtagen dem, som vi skaber med egne hænder. Imidlertid løber alle projekter med rumforskning - nær og fjern - altid mod problemet med strålingssikkerhed. Kosmos er fjendtligt indstillet på livet. Vi forventes ikke der.
Den internationale rumstations bane er løftet flere gange, og nu er dens højde over 400 km. Dette blev gjort for at flytte det flyvende laboratorium væk fra de tætte lag i atmosfæren, hvor gasmolekyler stadig ret mærkbart bremser flyvningen, og stationen mister højden. For ikke at korrigere kredsløbet for ofte ville det være godt at hæve stationen endnu højere, men dette kan ikke gøres. Det nedre (proton) strålingsbælte begynder cirka 500 km fra Jorden. En lang flyvning inde i et hvilket som helst af strålingsbælterne (og der er to af dem) vil være katastrofalt for besætningerne.
Kosmonaut-likvidator
Ikke desto mindre kan det ikke siges, at der ikke er noget strålingssikkerhedsproblem i den højde, som ISS flyver i øjeblikket. For det første er der i det sydlige Atlanterhav den såkaldte brasilianske eller sydatlantiske magnetiske anomali. Her synes Jordens magnetfelt at synke, og med det viser det nedre strålingsbælte sig at være tættere på overfladen. Og ISS rører stadig ved det og flyver i dette område.
For det andet trues mennesket i rummet af galaktisk stråling - en strøm af ladede partikler, der styrter fra alle retninger og med en enorm hastighed, genereret af supernovaeksplosioner eller aktiviteten af pulsarer, kvasarer og andre uregelmæssige stjernelegemer. Nogle af disse partikler bevares af Jordens magnetfelt (som er en af faktorerne i dannelsen af strålingsbælter), mens den anden del mister energi ved kollisioner med gasmolekyler i atmosfæren. Noget når jordens overflade, så der findes en lille radioaktiv baggrund på vores planet overalt. I gennemsnit modtager en person, der bor på jorden, og som ikke behandler strålingskilder, en dosis på 1 millisievert (mSv) årligt. En astronaut på ISS tjener 0,5-0,7 mSv. Daglige!
Strålingsbælter
Salgsfremmende video:
Jordens strålingsbælter er områder af magnetosfæren, hvor højenergiladede partikler akkumuleres. Det indre bælte består hovedsageligt af protoner, det ydre består af elektroner. I 2012 blev et andet bælte opdaget af NASA-satellitten, som er placeret mellem de to kendte.
"En interessant sammenligning kan foretages," siger Vyacheslav Shurshakov, chef for afdelingen for strålingssikkerhed for kosmonauter ved Institut for Biomedicinske problemer ved det russiske videnskabsakademi, kandidat til fysiske og matematiske videnskaber. - Den tilladte årlige dosis for en medarbejder i et atomkraftværk anses for at være 20 mSv - 20 gange mere end en almindelig person modtager. For specialister i beredskab, disse specialuddannede personer, er den maksimale årlige dosis 200 mSv. Dette er allerede 200 gange mere end den sædvanlige dosis og … praktisk talt det samme som den astronaut, der har arbejdet på ISS i et år”.
I øjeblikket har medicin etableret en maksimal grænsedosis, som ikke kan overskrides i en persons liv for at undgå alvorlige helbredsproblemer. Dette er 1000 mSv eller 1 Sv. Således kan selv en NPP-medarbejder med sine standarder arbejde stille i halvtreds år uden at bekymre sig om noget. På den anden side vil kosmonauten udtømme sin grænse på bare fem år. Men selv efter at have flyvet i fire år og fået sin lovlige 800 mSv, får han næppe adgang til en ny flyvning af et års varighed, fordi der vil være en trussel om at overskride grænsen.
”En anden faktor for strålingsfare i rummet, - forklarer Vyacheslav Shurshakov, - er Solens aktivitet, især de såkaldte protonemissioner. I øjeblikket med en udkastning på kort tid kan en astronaut på ISS modtage yderligere 30 mSv. Det er godt, at solprotonhændelser sjældent forekommer - 1-2 gange i en 11-årig solaktivitetscyklus. Det er dårligt, at disse processer forekommer stokastisk i tilfældig rækkefølge og er vanskelige at forudsige. Jeg kan ikke huske sådan, at vi på forhånd ville blive advaret af vores videnskab om den forestående frigivelse. Dette er normalt ikke tilfældet. Dosimetre på ISS viser pludselig en stigning i baggrunden, vi kalder specialister på solen og modtager bekræftelse: ja, der er en abnorm aktivitet af vores stjerne. Det er på grund af sådanne pludselige solprotonhændelser, som vi aldrig ved med sikkerhedhvilken dosis astronauten vil medbringe fra flyvningen."
Partikler, der gør dig vanvittig
Strålingsproblemer for besætninger, der går til Mars, begynder så tidligt som jorden. Et skib, der vejer 100 eller flere ton, skal accelereres i lang tid i en jordbane, og en del af denne bane vil passere inde i strålingsbælterne. Disse er ikke timer, men dage og uger. Yderligere - at gå ud over magnetosfæren og galaktisk stråling i sin oprindelige form, en masse tungt ladede partikler, hvis påvirkning under "paraplyen" af Jordens magnetfelt mærkes lidt.
”Problemet er,” siger Vyacheslav Shurshakov, “at virkningen af partikler på kritiske organer i menneskekroppen (for eksempel nervesystemet) er blevet lidt undersøgt i dag. Måske får stråling astronauten til at miste hukommelse, forårsage unormale adfærdsmæssige reaktioner og aggression. Og det er meget sandsynligt, at disse virkninger ikke vil være dosisrelaterede. Indtil der er akkumuleret nok data om eksistensen af levende organismer uden for Jordens magnetfelt, er det meget risikabelt at tage på lange rumekspeditioner.
Når eksperter på strålingssikkerhed foreslår, at rumfartøjsdesignere øger biosikkerheden, svarer de på et tilsyneladende ret rationelt spørgsmål:”Hvad er problemet? Døde nogen af kosmonauterne af strålingssygdom? Desværre er de strålingsdoser, der modtages om bord, ikke engang fremtidens stjerneskibe, men den sædvanlige ISS, selvom de passer ind i standarderne, er slet ikke harmløs. Af en eller anden grund klagede sovjetiske kosmonauter aldrig over deres syn - tilsyneladende var de bange for deres karriere, men amerikanske data viser klart, at kosmisk stråling øger risikoen for grå stær, linsens opacitet. Blodprøver af astronauter viser en stigning i kromosomafvigelser i lymfocytter efter hver rumflyvning, hvilket betragtes som en tumormarkør inden for medicin. Generelt blev det konkluderet, atat opnå en tilladt dosis på 1 Sv i løbet af en levetid forkorter levetiden med i gennemsnit tre år.
Månens risici
Et af de "stærke" argumenter fra tilhængerne af "månens sammensværgelse" er påstanden om, at krydsning af strålingsbælterne og at være på månen, hvor der ikke er noget magnetfelt, ville forårsage uundgåelig død for astronauter fra strålingssygdom. Amerikanske astronauter måtte virkelig krydse jordens strålingsbælter - proton og elektronisk. Men dette skete inden for få timer, og de doser, som Apollo-besætningerne modtog under missionerne, viste sig at være signifikante, men sammenlignelige med de doser, der blev modtaget af ISS 'oldtimere.”Naturligvis var amerikanerne heldige,” siger Vyacheslav Shurshakov, “der skete trods alt ikke en eneste solprotonhændelse under deres flyvninger. Hvis dette skete, ville astronauter modtage subletale doser - ikke 30 mSv, men 3 Sv.
Bliv dine håndklæder våde
”Vi, specialister inden for strålingssikkerhed,” siger Vyacheslav Shurshakov, “insisterer på, at beskyttelsen af besætninger styrkes. For eksempel på ISS er astronautenes hytter, hvor de hviler mest. Der er ingen yderligere masse der, og kun en metalvæg, der er flere millimeter tyk, adskiller en person fra det ydre rum. Hvis vi reducerer denne barriere mod det vandækvivalent, der er accepteret i radiologi, er det kun 1 cm vand. Til sammenligning: Jordens atmosfære, under hvilken vi gemmer os for stråling, svarer til 10 m vand. Vi foreslog for nylig at beskytte astronauterhytter med et ekstra lag vanddækkede håndklæder og servietter, hvilket i høj grad ville reducere virkningerne af stråling. Narkotika udvikles for at beskytte mod stråling, selvom de endnu ikke bruges på ISS. Måske,i fremtiden vil vi ved hjælp af metoderne inden for medicin og genteknik kunne forbedre den menneskelige krop, så dens kritiske organer er mere modstandsdygtige over for strålingsfaktorer. Men under alle omstændigheder uden nøje opmærksomhed fra videnskaben om dette problem, kan man glemme langdistanceflyvninger."
Oleg Makarov