Pământul este un leagăn unic al tuturor viețuitoarelor. Protejați de atmosfera și câmpul său magnetic, nu ne putem gândi la amenințările cu radiații, cu excepția celor pe care le creăm cu propriile noastre mâini. Cu toate acestea, toate proiectele de explorare spațială - aproape și departe - se confruntă invariabil cu problema siguranței împotriva radiațiilor. Cosmosul este ostil vieții. Nu suntem așteptați acolo.
Orbita Stației Spațiale Internaționale a fost ridicată de mai multe ori, iar acum altitudinea sa este de peste 400 km. Acest lucru a fost făcut pentru a îndepărta laboratorul zburător de straturile dense ale atmosferei, unde moleculele de gaz încetinesc încă destul de sensibil zborul și stația pierde altitudine. Pentru a nu corecta orbita prea des, ar fi bine să ridicați stația și mai sus, dar acest lucru nu se poate face. Centura de radiație inferioară (proton) începe la aproximativ 500 km de Pământ. Un zbor lung în oricare dintre centurile de radiații (și există două dintre ele) va fi dezastruos pentru echipaje.
Cosmonaut-lichidator
Cu toate acestea, nu se poate spune că nu există nicio problemă de siguranță împotriva radiațiilor la altitudinea la care zboară în prezent ISS. În primul rând, în zona Atlanticului de Sud există așa-numita braziliană sau Atlanticul de Sud, anomalie magnetică. Aici câmpul magnetic al Pământului pare să cadă și, odată cu acesta, centura de radiație inferioară se dovedește a fi mai aproape de suprafață. Și ISS încă îl atinge, zburând în această zonă.
În al doilea rând, omul din spațiu este amenințat de radiația galactică - un flux de particule încărcate care se grăbesc din toate direcțiile și cu o viteză extraordinară, generată de explozii de supernove sau de activitatea pulsarilor, quasarilor și a altor corpuri stelare anormale. Unele dintre aceste particule sunt reținute de câmpul magnetic al Pământului (care este unul dintre factorii de formare a centurilor de radiații), în timp ce cealaltă parte pierde energie în urma coliziunilor cu moleculele de gaz din atmosferă. Ceva ajunge la suprafața Pământului, astfel încât un fundal radioactiv mic este prezent pe planeta noastră absolut peste tot. În medie, o persoană care trăiește pe Pământ și care nu se ocupă de sursele de radiații primește o doză de 1 milisievert (mSv) anual. Un astronaut de pe ISS câștigă 0,5-0,7 mSv. Zilnic!
Curele de radiații
Video promotional:
Centurile de radiații ale Pământului sunt regiuni ale magnetosferei în care se acumulează particule încărcate cu energie ridicată. Centura interioară este formată în principal din protoni, cea exterioară este formată din electroni. În 2012, o altă centură a fost descoperită de satelitul NASA, care se află între cele două cunoscute.
„Se poate face o comparație interesantă”, spune Vyacheslav Shurshakov, șeful Departamentului pentru Siguranța Radiologică a Cosmonauților la Institutul de Probleme Biomedice al Academiei de Științe din Rusia, candidat la științe fizice și matematice. - Doza anuală permisă pentru un angajat al centralei nucleare este considerată a fi de 20 mSv - de 20 de ori mai mult decât primește o persoană obișnuită. Pentru specialiștii în intervenții de urgență, acești oameni special instruiți, doza maximă anuală este de 200 mSv. Aceasta este deja de 200 de ori mai mare decât doza obișnuită și … practic la fel ca astronautul care a lucrat la ISS de un an”.
În prezent, medicamentul a stabilit o doză maximă limită care nu poate fi depășită în timpul vieții unei persoane, pentru a evita probleme grave de sănătate. Aceasta este 1000 mSv, sau 1 Sv. Astfel, chiar și un muncitor al centralei nucleare cu standardele sale poate lucra în liniște timp de cincizeci de ani, fără a se îngrijora de nimic. Pe de altă parte, cosmonautul își va epuiza limita în doar cinci ani. Dar, chiar dacă a zburat timp de patru ani și a câștigat 800 mSv legal, cu greu i se va permite un nou zbor de un an, deoarece va exista amenințarea cu depășirea limitei.
„Un alt factor de pericol de radiații în spațiu - explică Vyacheslav Shurshakov - este activitatea Soarelui, în special așa-numitele emisii de protoni. În momentul unei ejectări, într-un timp scurt, un astronaut de pe ISS poate primi încă 30 mSv. Este bine că evenimentele protonului solar apar rar - de 1-2 ori într-un ciclu de activitate solară de 11 ani. Este rău că aceste procese au loc stocastic, într-o ordine aleatorie și sunt dificil de prezis. Nu-mi amintesc că am fi fost avertizați în prealabil de știința noastră despre o eliberare iminentă. De obicei nu este cazul. Dozimetrele de pe ISS arată brusc o creștere a fundalului, apelăm specialiști pe Soare și primim confirmare: da, există o activitate anormală a stelei noastre. Din cauza unor astfel de evenimente bruște de protoni solari, nu știm niciodată cu siguranțăce doză va aduce astronautul cu el din zbor.
Particule nebune
Problemele de radiații pentru echipajele care merg pe Marte vor începe încă de pe Pământ. O navă care cântărește 100 sau mai multe tone va trebui să fie accelerată pentru o lungă perioadă de timp pe orbita pământului jos, iar o parte din această traiectorie va trece în interiorul centurilor de radiații. Nu sunt ore, ci zile și săptămâni. Mai departe - mergând dincolo de magnetosferă și radiația galactică în forma sa originală, o mulțime de particule încărcate, al căror impact sub „umbrela” câmpului magnetic al Pământului este resimțit puțin.
„Problema este, spune Vyacheslav Shurshakov, că efectul particulelor asupra organelor critice ale corpului uman (de exemplu, sistemul nervos) a fost puțin studiat astăzi. Este posibil ca radiațiile să determine astronautul să piardă memoria, să provoace reacții comportamentale anormale și agresivitate. Și este foarte probabil ca aceste efecte să nu fie legate de doză. Până când nu s-au acumulat suficiente date despre existența organismelor vii în afara câmpului magnetic al Pământului, este foarte riscant să mergi în expediții spațiale lungi.
Când experții în siguranță la radiații sugerează că proiectanții de nave spațiale sporesc biosecuritatea, ei răspund la o întrebare aparent destul de rațională: „Care este problema? A murit vreunul dintre cosmonauți din cauza radiației? Din păcate, dozele de radiații primite la bord nici măcar navele stelare ale viitorului, dar dozele obișnuite de ISS, deși se încadrează în standarde, nu sunt deloc inofensive. Din anumite motive, cosmonauții sovietici nu s-au plâns niciodată de vederea lor - se pare că se temeau pentru cariera lor, dar datele americane arată clar că radiația cosmică crește riscul de cataractă, opacitatea lentilelor. Testele de sânge ale astronauților arată o creștere a aberațiilor cromozomiale în limfocite după fiecare zbor spațial, care este considerat un marker tumoral în medicină. În general, s-a ajuns la concluzia căcă obținerea unei doze admisibile de 1 Sv pe parcursul unei vieți scurtează durata de viață în medie cu trei ani.
Riscuri lunare
Unul dintre argumentele „puternice” ale susținătorilor „conspirației lunare” este afirmația că traversarea centurilor de radiații și aflarea pe Lună, unde nu există câmp magnetic, ar provoca moartea inevitabilă a astronauților din cauza bolii de radiații. Astronauții americani au trebuit cu adevărat să traverseze centurile de radiații ale Pământului - proton și electronic. Dar acest lucru s-a întâmplat în doar câteva ore, iar dozele primite de echipajele Apollo în timpul misiunilor s-au dovedit a fi semnificative, dar comparabile cu cele primite de vechii membri ai ISS. „Desigur, americanii au avut noroc”, spune Vyacheslav Shurshakov, „la urma urmei, nu s-a întâmplat niciun eveniment de proton solar în timpul zborurilor lor. Dacă s-ar întâmpla acest lucru, astronauții ar primi doze subletale - nu 30 mSv, ci 3 Sv.
Udați-vă prosoapele
„Noi, specialiști în domeniul siguranței împotriva radiațiilor”, spune Vyacheslav Shurshakov, „insistăm ca protecția echipajelor să fie consolidată. De exemplu, pe ISS, cei mai vulnerabili sunt cabinele astronauților, unde se odihnesc. Acolo nu există masă suplimentară și doar un perete metalic gros de câțiva milimetri separă o persoană de spațiul cosmic. Dacă reducem această barieră la echivalentul de apă acceptat în radiologie, este de doar 1 cm de apă. Pentru comparație: atmosfera Pământului, sub care ne ascundem de radiații, este echivalentă cu 10 m de apă. Recent am propus să protejăm cabina astronauților cu un strat suplimentar de prosoape și șervețele îmbibate cu apă, ceea ce ar reduce considerabil efectele radiațiilor. Medicamentele sunt dezvoltate pentru a proteja împotriva radiațiilor, deși nu sunt încă utilizate pe ISS. Poate,în viitor, folosind metodele de medicină și inginerie genetică, vom putea îmbunătăți corpul uman, astfel încât organele sale critice să fie mai rezistente la factorii de radiații. Dar, în orice caz, fără o atenție deosebită a științei la această problemă, se poate uita de zborurile spațiale pe distanțe lungi.
Oleg Makarov
