Земята е уникална люлка на всичко живо. Защитени от нейната атмосфера и магнитно поле, ние не можем да мислим за радиационни заплахи, освен тези, които създаваме със собствените си ръце. Въпреки това, всички проекти за космическо изследване - близки и далечни - неизменно се сблъскват с проблема с радиационната безопасност. Космосът е враждебен към живота. Там не ни очакват.
Орбитата на Международната космическа станция е издигана няколко пъти, а сега нейната височина е над 400 км. Това беше направено, за да се отдалечи летящата лаборатория от плътните слоеве на атмосферата, където молекулите на газа все още доста забавят полета и станцията губи височина. За да не се коригира твърде често орбитата, би било добре станцията да се вдигне още по-високо, но това не може да се направи. Долният (протонен) радиационен пояс започва на около 500 км от Земята. Дългият полет във всеки от радиационните пояси (а те са два) ще бъде пагубен за екипажите.
Космонавт-ликвидатор
Въпреки това не може да се каже, че няма проблем с радиационната безопасност на височината, на която МКС лети в момента. Първо, в Южния Атлантик има така наречената бразилска или южноатлантическа магнитна аномалия. Тук изглежда, че магнитното поле на Земята увисва и заедно с него се оказва, че долният радиационен пояс е по-близо до повърхността. И МКС все още го докосва, летейки в тази област.
На второ място, човекът в космоса е застрашен от галактическа радиация - поток от заредени частици, които се втурват от всички посоки и с огромна скорост, генерирани от експлозии на свръхнова или от активността на пулсари, квазари и други аномални звездни тела. Някои от тези частици се задържат от магнитното поле на Земята (което е един от факторите за образуването на радиационни пояси), докато другата част губи енергия при сблъсъци с газови молекули в атмосферата. Нещо достига повърхността на Земята, така че малък радиоактивен фон присъства на нашата планета абсолютно навсякъде. Средно човек, живеещ на Земята, който не се занимава с източници на радиация, получава доза от 1 милизиверт (mSv) годишно. Космонавт на МКС печели 0,5-0,7 mSv. Ежедневно!
Радиационни колани
Промоционално видео:
Радиационните пояси на Земята са области на магнитосферата, в които се натрупват заредени с висока енергия частици. Вътрешният пояс се състои предимно от протони, а външният - от електрони. През 2012 г. е открит друг пояс от спътника на НАСА, който се намира между двата известни.
„Може да се направи интересно сравнение“, казва Вячеслав Шуршаков, ръководител на отдела за радиационна безопасност на космонавтите в Института по биомедицински проблеми на Руската академия на науките, кандидат на физико-математическите науки. - Допустимата годишна доза за служител на атомна електроцентрала се счита за 20 mSv - 20 пъти повече, отколкото получава обикновен човек. За специалистите за спешно реагиране, тези специално обучени хора, максималната годишна доза е 200 mSv. Това вече е 200 пъти повече от обичайната доза и … практически същото, което получава астронавтът, работил една година на МКС."
В момента медицината е установила максимално допустима доза, която не може да бъде превишена по време на живота на човек, за да се избегнат сериозни здравословни проблеми. Това е 1000 mSv, или 1 Sv. По този начин дори работникът на АЕЦ със своите стандарти може да работи спокойно петдесет години, без да се притеснява за нищо. Космонавтът, от друга страна, ще изчерпи ограничението си само за пет години. Но дори да е летял в продължение на четири години и да получи законните си 800 mSv, той едва ли ще бъде допуснат до нов полет с продължителност от една година, защото ще има заплаха от надвишаване на лимита.
„Друг фактор на радиационната опасност в космоса, - обяснява Вячеслав Шуршаков, - е активността на Слънцето, особено така наречените протонни емисии. В момента на изхвърляне за кратко време астронавтът на МКС може да получи допълнителни 30 mSv. Добре е слънчевите протони да се случват рядко - 1-2 пъти в 11-годишен цикъл на слънчева активност. Лошо е, че тези процеси се случват стохастично, в произволен ред и са трудни за предвиждане. Не си спомням такова, че да сме били предупредени предварително от нашата наука за предстоящо освобождаване. Това обикновено не е така. Дозиметрите на МКС изведнъж показват увеличаване на фона, извикваме специалисти на Слънцето и получаваме потвърждение: да, има аномална активност на нашата звезда. Именно поради тези внезапни слънчеви протонни събития никога не знаем със сигурносткаква доза ще донесе астронавтът със себе си от полета."
Частици, които ви подлудяват
Радиационните проблеми за екипажите, които отиват на Марс, ще започнат на Земята. Кораб с тегло 100 или повече тона ще трябва да се ускорява дълго време в ниска земна орбита и част от тази траектория ще премине вътре в радиационните пояси. Това не са часове, а дни и седмици. Освен това - надхвърляйки магнитосферата и галактическата радиация в първоначалния си вид, много тежки заредени частици, въздействието на които под "чадъра" на магнитното поле на Земята се усеща малко.
„Проблемът е, казва Вячеслав Шуршаков, че ефектът на частиците върху критичните органи на човешкото тяло (например нервната система) днес е малко проучен. Възможно е радиацията да доведе до загуба на паметта на астронавта, да предизвика ненормални поведенчески реакции и агресия. И е много вероятно тези ефекти да не са свързани с дозата. Докато не се натрупат достатъчно данни за съществуването на живи организми извън магнитното поле на Земята, е много рисковано да се предприемат дълги космически експедиции."
Когато експертите по радиационна безопасност предлагат на конструкторите на космически кораби да увеличат биологичната сигурност, те отговарят на привидно доста рационален въпрос: „Какъв е проблемът? Някой от космонавтите умрял ли е от лъчева болест? За съжаление, дозите радиация, получени на борда дори на звездните кораби на бъдещето, но обичайните МКС, макар и да се вписват в стандартите, съвсем не са безобидни. По някаква причина съветските космонавти никога не са се оплаквали от зрението си - очевидно са се страхували за кариерата си, но американските данни ясно показват, че космическата радиация увеличава риска от катаракта и непрозрачност на лещите. Кръвните тестове на астронавтите показват увеличение на хромозомните аберации в лимфоцитите след всеки космически полет, което се счита за туморен маркер в медицината. Като цяло беше направено заключението, чече получаването на допустима доза от 1 Sv по време на живота съкращава живота средно с три години.
Лунни рискове
Един от „силните“аргументи на поддръжниците на „лунната конспирация“е твърдението, че пресичането на радиационните пояси и престоя на Луната, където няма магнитно поле, би причинило неизбежната смърт на астронавтите от лъчева болест. Американските астронавти наистина трябваше да прекосят радиационните пояси на Земята - протонни и електронни. Но това се случи само за няколко часа и дозите, получени от екипажите на Аполон по време на мисиите, се оказаха значителни, но сравними с тези, получени от старомодниците на МКС. „Разбира се, американците имаха късмет - казва Вячеслав Шуршаков, - в края на краищата, нито едно слънчево протонно събитие не се е случило по време на полетите им. Ако това се случи, астронавтите ще получават сублетални дози - не 30 mSv, а 3 Sv.
Намокрете си кърпите
„Ние, специалистите в областта на радиационната безопасност - казва Вячеслав Шуршаков, - настояваме да се засили защитата на екипажите. Например на МКС най-уязвими са кабините на астронавтите, където те почиват. Там няма допълнителна маса и само метална стена с дебелина няколко милиметра отделя човек от космоса. Ако намалим тази бариера до водния еквивалент, приет в радиологията, това е само 1 см вода. За сравнение: земната атмосфера, под която се крием от радиация, е еквивалентна на 10 м вода. Наскоро предложихме да защитим кабините на астронавтите с допълнителен слой напоени с вода кърпи и салфетки, което значително би намалило въздействието на радиацията. Разработват се лекарства за защита срещу радиация - въпреки че все още не се използват на МКС. Може би,в бъдеще, използвайки методите на медицината и генното инженерство, ще можем да подобрим човешкото тяло, така че критичните му органи да са по-устойчиви на радиационни фактори. Но във всеки случай, без вниманието на науката към този проблем, човек може да забрави за космическите полети на дълги разстояния."
Олег Макаров
