Kosmisk stråling: hvad er det, og er det farligt for mennesker?

Den internationale rumstations bane blev hævet flere gange, og nu er dens højde mere end 400 km. Dette blev gjort for at fjerne det flyvende laboratorium fra de tætte lag i atmosfæren, hvor gasmolekyler stadig ret mærkbart bremser flyvningen og stationen mister højden. For ikke at rette bane for ofte, ville det være rart at hæve stationen endnu højere, men dette kan ikke gøres. Cirka 500 km fra Jorden begynder det nedre (proton) strålingsbælte. En lang flyvning inde i nogen af ​​strålingsbæltene (og der er to af dem) vil være dødelig for besætningerne.

Likvidator-astronaut

Ikke desto mindre kan det ikke siges, at der i den højde, hvor ISS nu flyver, ikke er noget strålingssikkerhedsproblem. For det første findes der i det sydlige Atlanterhav den såkaldte brasilianske eller sydatlantiske magnetiske anomali. Her ser jordens magnetfelt ud til at falde ned, og med det ser det nedre strålingsbælte tættere på overfladen. Og ISS er stadig bekymret for at flyve i dette område.

For det andet truer galaktisk stråling mennesket i rummet - en strøm af ladede partikler fra alle retninger og med stor hastighed, genereret af supernova-eksplosioner eller aktiviteten af ​​pulsarer, kvasarer og andre anomale stjernekropper. Nogle af disse partikler er forsinket af Jordens magnetfelt (som er en af ​​faktorerne i dannelsen af ​​strålingsbælter), mens andre mister energi i kollisioner med gasmolekyler i atmosfæren. Der flyver noget til jordoverfladen, så en lille radioaktiv baggrund er til stede på vores planet absolut overalt. I gennemsnit får en person, der bor på Jorden, der ikke beskæftiger sig med strålingskilder, en årlig dosis på 1 millisievert (mSv). Astronauten på ISS tjener 0, 5-0, 7 mSv. Hver dag!

Strålingsbælter Jordens strålingsbælter er regioner i magnetosfæren, hvori partikler med høj energi lades op. Det indre bælte består hovedsageligt af protoner, det ydre af elektroner. I 2012 åbnede NASA-satellitten endnu et bælte, der er placeret mellem to velkendte.

”Der kan foretages en interessant sammenligning, ” siger Vyacheslav Shurshakov, leder af astronauternes strålsikkerhedsafdeling ved Institut for Biomedicinske problemer ved Det Russiske Videnskabelige Akademi, 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 hvad en almindelig person modtager. For specialister i beredskab, disse specielt uddannede mennesker, er den maksimale årlige dosis 200 mSv. Dette er allerede 200 gange mere sammenlignet med den sædvanlige dosis og ... næsten lige så meget som astronauten, der arbejdede et år på ISS ”.

I øjeblikket har medicinen fastlagt en maksimal dosisgrænse, der ikke kan overskrides i løbet af en persons liv for at undgå alvorlige helbredsproblemer. Dette er 1000 mSv eller 1 Sv. Selv en medarbejder i et atomkraftværk med dets standarder kan således arbejde roligt i omkring 50 år uden at bekymre sig om noget. Astronauten vil udtømme sin grænse på kun fem år. Men selv efter at have flyvet fire år og fået sin lovlige 800 mSv, er det usandsynligt, at han får tilladelse 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. På udkastet på kort tid kan astronauten på ISS modtage yderligere op til 30 mSv. Det er godt, at solprotonbegivenheder sjældent forekommer - 1-2 gange i en 11-årig cyklus med solaktivitet. Det er dårligt, at disse processer forekommer stokastisk, i tilfældig rækkefølge og er dårligt forudsigelige. Jeg kan ikke huske sådan, at vi på forhånd vil blive advaret af vores videnskab om den forestående frigivelse. Dette er normalt ikke tilfældet. Dosimetre på ISS viser pludselig en stigning i baggrunden, vi ringer til specialisterne i Solen og får bekræftelse: ja, der er en unormal aktivitet i vores luminar. Det er netop på grund af så pludselig opståede solprotonhændelser, at vi aldrig ved nøjagtigt, hvilken dosis astronauten vil bringe med sig fra flyvningen. ”

Skøre partikler

Strålingsproblemer for besætningerne, der skal til Mars, begynder ved Jorden. Et skib, der vejer 100 tons eller mere, skal accelereres i en lav jordkreds i lang tid, og en del af denne bane vil passere inde i strålingsbælterne. Det er ikke længere timer, men dage og uger. Dernæst - at gå ud over magnetosfæren og den galaktiske stråling i sin uberørte form, en masse tunge ladede partikler, hvis virkning mærkes lidt under "paraplyen" i jordens magnetfelt.

”Problemet er, ” siger Vyacheslav Shurshakov, ”at partikernes virkning på kritiske organer i den menneskelige krop (for eksempel nervesystemet) er dårligt forstået i dag. Måske vil stråling forårsage hukommelsestab i astronauten, forårsage unormale adfærdsreaktioner, aggression. Og det er meget sandsynligt, at disse effekter ikke vil blive bundet til en bestemt dosis. Indtil der er samlet mange data om eksistensen af ​​levende organismer uden for Jordens magnetfelt, er det meget risikabelt at gå på lange rumekspeditioner. ”

Når eksperter inden for strålsikkerhed foreslår rumfartøjsdesignere at forbedre biosikkerheden, svarer de med et tilsyneladende rationelt spørgsmål: ”Hvad er problemet? Døde nogen af ​​astronauterne af strålesyge? ”Desværre er stråledoserne, der er kendte for os om fremtidens ISS, og stråledoserne, som ISS kender os, selvom de passer til standarderne, slet ikke ufarlige. Af en eller anden grund klagede sovjetiske kosmonauter aldrig over synet - tilsyneladende frygtede for deres karriere, men amerikanske data viser tydeligt, at kosmisk stråling øger risikoen for grå stær og linsens uklarhed. Blodprøver af astronauter viser en stigning i kromosomafvigelser i lymfocytter efter hver rumflugt, der betragtes som en tumormarkør i medicinen. Generelt blev det konkluderet, at modtagelse af en acceptabel dosis på 1 Sv i løbet af livet forkorter levetiden med et gennemsnit på tre år.


Månens risici

Et af de "stærke" argumenter fra tilhængere af "månens sammensværgelse" er påstanden om, at skæringspunktet mellem strålingsbælter og det at være på månen, hvor der ikke er noget magnetfelt, ville forårsage astronauternes uundgåelige død af strålesyge. Amerikanske astronauter måtte virkelig krydse jordens strålingsbælter - proton og elektron. Men dette skete inden for få timer, og de doser, der blev modtaget af Apollo-besætningerne under missionerne, viste sig at være betydningsfulde, men sammenlignelige med dem, der blev modtaget af ISS-gammeldagere. ”Amerikanerne var selvfølgelig heldige, ” siger Vyacheslav Shurshakov, ”når alt kommer til alt har der ikke været en eneste solprotonbegivenhed under deres flyvninger. Skulle dette ske, ville astronauter modtage sublethale doser - ikke 30 mSv, men 3 Sv.

Våde håndklæder!

”Vi, specialister inden for strålsikkerhed, ” siger Vyacheslav Shurshakov, ”insisterer på, at besætningenes beskyttelse styrkes. På ISS er de mest sårbare astronautens hytter, hvor de hviler. Der er ingen ekstra masse, og kun en metalvæg på adskillige millimeter tyk adskiller en person fra det ydre rum. Hvis vi reducerer denne barriere til det vandækvivalent, der er accepteret i radiologi, er dette kun 1 cm vand. Til sammenligning: jordens atmosfære, som vi beskytter mod stråling, svarer til 10 m vand. For nylig foreslog vi at beskytte astronautens hytter med et ekstra lag vandinddampede håndklæder og servietter, hvilket i høj grad ville reducere effekten af ​​stråling. Der udvikles medicin til beskyttelse mod stråling - men de er endnu ikke brugt på ISS. Måske i fremtiden vil vi ved hjælp af metoder til medicin og genteknologi være i stand til at forbedre den menneskelige krop, så dens kritiske organer er mere modstandsdygtige over for strålingsfaktorer. Men under alle omstændigheder, uden videnskabens opmærksomhed på dette problem, kan langdistanceflyvninger glemmes. ”

Artiklen “Deadly Rays Against” blev offentliggjort i tidsskriftet Popular Mechanics (nr. 9, september 2017).

Anbefalet

Hjerner fra et vakuum: videnskaben om det umulige
2019
Hvorfor sukker er usundt
2019
Har hunde og katte følelser?
2019