Jorden är en unik vagga för alla levande saker. Skyddad av dess atmosfär och magnetfält kan vi inte tänka på strålningshot, förutom de som vi skapar med egna händer. Men alla projekt för rymdutforskning - nära och långt - stöter alltid på problemet med strålsäkerhet. Kosmos är fientligt mot livet. Vi förväntas inte där.
Den internationella rymdstationens omlopp har lyfts flera gånger, och nu är dess höjd över 400 km. Detta gjordes för att flytta det flygande laboratoriet bort från de täta skikten i atmosfären, där gasmolekyler fortfarande ganska märkbart saktar ner flygningen och stationen tappar höjd. För att inte korrigera banan för ofta skulle det vara bra att höja stationen ännu högre, men detta går inte att göra. Det nedre (proton) strålningsbältet börjar cirka 500 km från jorden. En lång flygning inuti någon av strålningsbanden (och det finns två av dem) kommer att vara katastrofal för besättningarna.
Kosmonaut-likvidator
Ändå kan man inte säga att det inte finns något strålningssäkerhetsproblem på den höjd ISS flyger för närvarande. För det första, i södra Atlanten finns den så kallade brasilianska, eller södra Atlanten, magnetisk anomali. Här verkar jordens magnetfält sjunka, och med det visar sig det nedre strålningsbältet vara närmare ytan. Och ISS berör fortfarande det, flyger i detta område.
För det andra hotas människan i rymden av galaktisk strålning - en ström av laddade partiklar som rusar från alla håll och i en enorm hastighet, genererad av supernovaexplosioner eller aktiviteten hos pulser, kvasarer och andra avvikande stjärnkroppar. Några av dessa partiklar behålls av jordens magnetfält (vilket är en av faktorerna i bildandet av strålningsbälten), medan den andra delen förlorar energi vid kollisioner med gasmolekyler i atmosfären. Något når jordens yta, så att en liten radioaktiv bakgrund finns på vår planet absolut överallt. I genomsnitt får en person som bor på jorden som inte hanterar strålningskällor en dos av 1 millisievert (mSv) årligen. En astronaut på ISS tjänar 0,5-0,7 mSv. Dagligen!
Strålremmar
Kampanjvideo:
Jordens strålningsbälten är områden i magnetosfären där högenergiladdade partiklar ackumuleras. Det inre bältet består huvudsakligen av protoner, det yttre består av elektroner. År 2012 upptäcktes ett annat bälte av NASAs satellit, som ligger mellan de två kända.
"En intressant jämförelse kan göras", säger Vyacheslav Shurshakov, chef för avdelningen för strålsäkerhet för kosmonauter vid Institutet för biomedicinska problem vid Ryska vetenskapsakademien, kandidat för fysiska och matematiska vetenskaper. - Den tillåtna årliga dosen för en kärnkraftsanställd anses vara 20 mSv - 20 gånger mer än en vanlig person får. För specialister inom räddningstjänst, dessa specialutbildade personer, är den maximala årliga dosen 200 mSv. Detta är redan 200 gånger mer än den vanliga dosen och … praktiskt taget detsamma som astronauten som har arbetat ett år på ISS får."
För närvarande har läkemedlet fastställt en maximal gränsdos som inte kan överskridas under en persons liv för att undvika allvarliga hälsoproblem. Detta är 1000 mSv, eller 1 Sv. Således kan även en NPP-arbetare med sina standarder arbeta tyst i femtio år utan att oroa sig för någonting. Kosmonauten å andra sidan kommer att uttömma sin gräns på bara fem år. Men även efter att ha flögit i fyra år och fått sin lagliga 800 mSv kommer han knappast att tillåtas på en ny flygning av ett års varaktighet, eftersom det kommer att hotas att överskrida gränsen.
”En annan faktor för strålningsrisk i rymden, - förklarar Vyacheslav Shurshakov, - är solens aktivitet, särskilt de så kallade protonemissionerna. I en ögonblick av en utkastning, på kort tid, kan en astronaut på ISS få ytterligare 30 mSv. Det är bra att solprotonhändelser inträffar sällan - 1-2 gånger under en 11-årig solaktivitetscykel. Det är dåligt att dessa processer inträffar stokastiskt, i slumpmässig ordning och är svåra att förutsäga. Jag minns inte sådant att vi i förväg skulle ha varnats av vår vetenskap om den förestående frigivningen. Detta är vanligtvis inte fallet. Dosimetrar på ISS visar plötsligt en ökning i bakgrunden, vi ringer specialister på solen och får bekräftelse: ja, det finns en avvikande aktivitet hos vår stjärna. Det är på grund av dessa plötsliga solprotonhändelser som vi aldrig vet säkertvilken dos astronauten kommer att ta med sig från flygningen."
Galna partiklar
Strålningsproblem för besättningar som går till Mars börjar så tidigt som jorden. Ett fartyg som väger 100 ton eller mer måste accelereras under lång tid i en jordbana, och en del av denna bana kommer att passera inuti strålningsbanden. Det här är inte längre timmar utan dagar och veckor. Vidare - utöver magnetosfären och galaktisk strålning i sin ursprungliga form, många tungt laddade partiklar, vars inverkan under "paraplyet" av jordens magnetfält känns lite.
”Problemet är,” säger Vyacheslav Shurshakov, “att partiklarnas inverkan på kritiska organ i människokroppen (till exempel nervsystemet) har studerats lite idag. Kanske kommer strålning att få astronauten att tappa minne, orsaka onormala beteendemässiga reaktioner och aggression. Och det är mycket troligt att dessa effekter inte kommer att vara dosrelaterade. Innan tillräckligt med data har samlats om existensen av levande organismer utanför jordens magnetfält är det mycket riskabelt att åka på långa rymdekspeditioner."
När experter på strålsäkerhet föreslår att rymdskeppsdesigners ökar biosäkerheten, svarar de på en till synes ganska rationell fråga:”Vad är problemet? Dog någon av kosmonauterna av strålningssjuka? Tyvärr är de strålningsdoser som tas ombord inte ens framtidens rymdskepp utan de vanliga ISS-doserna, även om de passar in i standarderna, är inte alls ofarliga. Av någon anledning klagade aldrig sovjetiska kosmonauter på sin syn - tydligen var de rädda för sin karriär, men amerikanska data visar tydligt att kosmisk strålning ökar risken för grå starr, linsopacitet. Blodprov av astronauter visar en ökning av kromosomavvikelser i lymfocyter efter varje rymdflygning, vilket anses vara en tumörmarkör inom medicinen. I allmänhet drogs slutsatsen attatt det att få en tillåten dos på 1 Sv under en livstid förkortar livet i genomsnitt med tre år.
Månrisker
Ett av de "starka" argumenten från anhängarna av "månkonspirationen" är påståendet att korsning av strålningsbälten och att vara på månen, där det inte finns något magnetfält, skulle orsaka oundvikliga dödsfall för astronauter från strålningssjukdom. Amerikanska astronauter fick verkligen korsa jordens strålningsbälten - proton och elektroniska. Men detta hände på bara några timmar, och de doser som Apollo-besättningarna fick under uppdragen visade sig vara betydande, men jämförbara med de doser som de gamla ISS fick.”Naturligtvis hade amerikanerna tur”, säger Vyacheslav Shurshakov, “trots allt inträffade inte en enda solprotonhändelse under deras flygningar. Om detta hände skulle astronauter få subletala doser - inte 30 mSv utan 3 Sv.
Få dina handdukar våta
”Vi, specialister inom strålsäkerhet,” säger Vyacheslav Shurshakov, “insisterar på att skyddet av besättningar stärks. Till exempel, på ISS, är de mest utsatta astronauternas stugor, där de vilar. Det finns ingen ytterligare massa där, och endast en metallvägg som är flera millimeter tjock skiljer en person från yttre rymden. Om vi minskar denna barriär mot den vattenekvivalent som accepteras inom radiologin är det bara 1 cm vatten. Som jämförelse: Jordens atmosfär, under vilken vi gömmer oss för strålning, motsvarar 10 m vatten. Vi föreslog nyligen att skydda astronauternas stugor med ett extra lager vattendränkta handdukar och servetter, vilket kraftigt skulle minska effekterna av strålning. Läkemedel utvecklas för att skydda mot strålning - även om de ännu inte används på ISS. Kanske,i framtiden, med hjälp av metoder för medicin och genteknik, kommer vi att kunna förbättra människokroppen så att dess kritiska organ är mer motståndskraftiga mot strålningsfaktorer. Men i vilket fall som helst, utan vetenskapens noggranna uppmärksamhet på detta problem, kan man glömma bort långdistansflyg."
Oleg Makarov
