Země je jedinečnou kolébkou všeho živého. Chráněni jeho atmosférou a magnetickým polem nemůžeme přemýšlet o radiačních hrozbách, kromě těch, které vytváříme vlastními rukama. Všechny projekty průzkumu vesmíru - blízké i vzdálené - však vždy narážejí na problém radiační bezpečnosti. Kosmos je nepřátelský k životu. Tam se od nás neočekává.
Oběžná dráha Mezinárodní vesmírné stanice byla několikrát zvednuta a nyní je její výška přes 400 km. To bylo provedeno proto, aby se létající laboratoř vzdálila od hustých vrstev atmosféry, kde molekuly plynu stále znatelně zpomalují let a stanice ztrácí nadmořskou výšku. Aby nebylo možné orbitu příliš často korigovat, bylo by dobré stanici zvednout ještě výše, ale to nelze provést. Dolní (protonový) radiační pás začíná asi 500 km od Země. Dlouhý let uvnitř některého z radiačních pásů (a jsou dva) bude pro posádky katastrofální.
Kosmonaut-likvidátor
Nelze však říci, že v nadmořské výšce, ve které ISS právě letí, není problém s radiační bezpečností. Zaprvé, v jihoatlantické oblasti dochází k takzvané brazilské neboli jihoatlantické magnetické anomálii. Zde se zdá, že magnetické pole Země klesá, as ním se ukazuje, že spodní radiační pás je blíže k povrchu. A ISS se toho stále dotýká a letí v této oblasti.
Zadruhé, člověka ve vesmíru ohrožuje galaktické záření - proud nabitých částic proudících ze všech směrů a ohromnou rychlostí, generovaný výbuchy supernov nebo aktivitou pulzarů, kvasarů a jiných anomálních hvězdných těles. Některé z těchto částic jsou zadržovány magnetickým polem Země (což je jeden z faktorů při vytváření radiačních pásů), zatímco druhá část ztrácí energii při srážkách s molekulami plynu v atmosféře. Něco dosáhne povrchu Země, takže na naší planetě je absolutně všude malé radioaktivní pozadí. V průměru dostane člověk žijící na Zemi, který se nezabývá zdroji záření, dávku 1 milisievert (mSv) ročně. Astronaut na ISS vydělá 0,5-0,7 mSv. Denně!
Radiační pásy
Propagační video:
Radiační pásy Země jsou oblasti magnetosféry, ve kterých se hromadí vysokoenergetické nabité částice. Vnitřní pás se skládá hlavně z protonů, vnější z elektronů. V roce 2012 objevil další pás satelit NASA, který se nachází mezi dvěma známými.
"Lze provést zajímavé srovnání," říká kandidát na fyzikální a matematické vědy Vyacheslav Shurshakov, vedoucí oddělení radiační bezpečnosti kosmonautů v Ústavu biomedicínských problémů Ruské akademie věd. - Přípustná roční dávka pro zaměstnance jaderné elektrárny se považuje za 20 mSv - 20krát více, než dostává běžný člověk. Pro odborníky na mimořádné události, tyto speciálně vyškolené osoby, je maximální roční dávka 200 mSv. To je již 200krát více než obvyklá dávka a … prakticky stejné, jako dostává astronaut, který rok pracoval na ISS. “
V současné době medicína stanovila maximální mezní dávku, kterou nelze během života člověka překročit, aby se zabránilo vážným zdravotním problémům. To je 1 000 mSv nebo 1 Sv. I zaměstnanec jaderné elektrárny se svými standardy tak může klidně pracovat padesát let, aniž by se o něco staral. Na druhé straně kosmonaut vyčerpá svůj limit za pouhých pět let. Ale i když letěl čtyři roky a získal legálních 800 mSv, stěží mu bude povolen nový let v délce jednoho roku, protože by hrozilo překročení limitu.
"Dalším faktorem radiačního nebezpečí ve vesmíru," vysvětluje Vjačeslav Šuršakov, "je aktivita Slunce, zejména takzvané protonové emise." V okamžiku vystřelení v krátké době může astronaut na ISS obdržet dalších 30 mSv. Je dobré, že se sluneční protonové události vyskytují zřídka - 1 až 2krát v 11letém cyklu sluneční aktivity. Je špatné, že tyto procesy probíhají náhodně a náhodně a je obtížné je předvídat. Nepamatuji si, že by nás naše věda předem varovala před blížícím se propuštěním. Obvykle tomu tak není. Dozimetry na ISS najednou vykazují nárůst pozadí, voláme specialisty na Slunce a dostáváme potvrzení: ano, je tu anomální aktivita naší hvězdy. Je to kvůli takovým náhlým událostem slunečního protonu, které nikdy nevíme na jistotujakou dávku si z letu přiveze astronaut. “
Bláznivé částice
Radiační problémy pro posádky směřující na Mars začnou již na Zemi. Loď vážící 100 a více tun bude muset být dlouho zrychlována na oběžné dráze Země a část této trajektorie projde uvnitř radiačních pásů. Už to nejsou hodiny, ale dny a týdny. Dále - přesahující magnetosféru a galaktické záření v původní podobě, mnoho těžkých nabitých částic, jejichž dopad pod „deštníkem“magnetického pole Země je pociťován jen málo.
„Problém je,“říká Vyacheslav Shurshakov, „že vliv částic na kritické orgány lidského těla (například na nervový systém) je dnes málo studován. Radiace pravděpodobně způsobí, že astronaut ztratí paměť, způsobí abnormální reakce v chování a agresi. A je velmi pravděpodobné, že tyto účinky nebudou záviset na dávce. Dokud nebude nashromážděno dostatek údajů o existenci živých organismů mimo magnetické pole Země, je velmi riskantní podniknout dlouhé vesmírné expedice. ““
Když odborníci na radiační bezpečnost navrhnou, aby návrháři kosmických lodí zvýšili biologickou bezpečnost, odpověděli na zdánlivě docela racionální otázku: „V čem je problém? Zemřel někdo z kosmonautů na radiační nemoc? “Dávky záření přijaté na palubu bohužel ani hvězdných lodí budoucnosti bohužel nejsou, ale obvyklá ISS, i když zapadají do standardů, není vůbec neškodná. Z nějakého důvodu si sovětští kosmonauti nikdy nestěžovali na svůj zrak - zjevně se báli o svou kariéru, ale americká data jasně ukazují, že kosmické záření zvyšuje riziko katarakty, neprůhlednosti čoček. Krevní testy astronautů ukazují nárůst chromozomálních aberací v lymfocytech po každém kosmickém letu, který je v medicíně považován za nádorový marker. Obecně byl učiněn závěr, žeže získání přípustné dávky 1 Sv během života zkracuje život v průměru o tři roky.
Lunární rizika
Jedním ze „silných“argumentů příznivců „lunárního spiknutí“je tvrzení, že překročení radiačních pásů a pobyt na Měsíci, kde není magnetické pole, by způsobilo nevyhnutelnou smrt astronautů na radiační nemoci. Američtí astronauti museli skutečně překročit radiační pásy Země - protonové a elektronické. Stalo se to však během několika hodin a dávky, které posádky Apolla dostaly během misí, se ukázaly být významné, ale srovnatelné s dávkami, které dostávali starodávní členové ISS. "Američané měli samozřejmě štěstí," říká Vjačeslav Šuršakov, "koneckonců během jejich letů se nestala ani jedna sluneční protonová událost." Pokud by k tomu došlo, dostali by astronauti subletální dávky - ne 30 mSv, ale 3 Sv.
Navlhčete si ručníky
"My, specialisté v oblasti radiační bezpečnosti," říká Vyacheslav Shurshakov, "trváme na posílení ochrany posádek." Například na ISS jsou nejzranitelnější kabiny astronautů, kde odpočívají. Neexistuje tam žádná další hmota a pouze kovová stěna silná několik milimetrů odděluje člověka od vesmíru. Pokud tuto bariéru zmenšíme na vodní ekvivalent přijatý v radiologii, je to jen 1 cm vody. Pro srovnání: zemská atmosféra, pod kterou se skrýváme před zářením, odpovídá 10 m vody. Nedávno jsme navrhli chránit kabiny astronautů další vrstvou vodou nasáklých ručníků a ubrousků, což by výrazně snížilo účinky radiace. Vyvíjejí se léky na ochranu před zářením - i když se na ISS dosud nepoužívají. Možná,v budoucnu pomocí metod medicíny a genetického inženýrství dokážeme zlepšit lidské tělo tak, aby jeho kritické orgány byly odolnější vůči radiačním faktorům. Ale v každém případě, aniž by se věda věnovala tomuto problému, lze zapomenout na kosmické lety na dlouhé vzdálenosti. “
Oleg Makarov