Ғарыштық сәулелену адамдар үшін қаншалықты қауіпті?

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Соңғы өзгертілген: 2023-12-16 16:10

Жер – барлық тіршілік иелерінің бірегей бесігі. Оның атмосферасы мен магнит өрісімен қорғалған, біз өз қолымызбен жасайтындардан басқа радиациялық қауіптер туралы ойлай алмаймыз. Дегенмен, ғарышты зерттеудің барлық жобалары - жақын және алыс - әрқашан радиациялық қауіпсіздік мәселесіне қарсы тұрады. Ғарыш өмірге қарсы. Онда бізді күтпейді.

Халықаралық ғарыш стансасының орбитасы бірнеше рет көтерілді, қазір оның биіктігі 400 шақырымнан асады. Бұл ұшатын зертхананы атмосфераның тығыз қабаттарынан алыстату үшін жасалды, онда газ молекулалары әлі де ұшуды айтарлықтай баяулатады және станция биіктігін жоғалтады. Орбитаны жиі түзетпеу үшін станцияны одан да жоғары көтеру жақсы болар еді, бірақ бұл мүмкін емес. Төменгі (протонды) радиациялық белдеу Жерден шамамен 500 км қашықтықта басталады. Кез келген радиациялық белдеулердің ішінде ұзақ ұшу (олардың екеуі де бар) экипаждар үшін апатты болады.

Космонавт-ликвидатор

Соған қарамастан, қазіргі уақытта ХҒС ұшып жатқан биіктікте радиациялық қауіпсіздік мәселесі жоқ деп айтуға болмайды. Біріншіден, Оңтүстік Атлантикада бразилиялық немесе Оңтүстік Атлантика деп аталатын магниттік аномалия бар. Мұнда Жердің магнит өрісі салбырап, онымен бірге төменгі радиациялық белдеуі жер бетіне жақынырақ болып шығады. Ал ХҒС әлі күнге дейін оған тиіп, осы аймақта ұшады.

Екіншіден, ғарыштағы адамға галактикалық сәулелену қауіп төндіреді - супернова жарылыстары немесе пульсарлар, квазарлар және басқа да аномальды жұлдыз денелерінің белсенділігі нәтижесінде пайда болатын барлық бағыттар мен орасан жылдамдықпен қозғалатын зарядталған бөлшектердің ағыны. Бұл бөлшектердің бір бөлігі Жердің магнит өрісінде сақталады (бұл радиациялық белдеулердің пайда болу факторларының бірі), ал екінші бөлігі атмосферадағы газ молекулаларымен соқтығысқанда энергиясын жоғалтады.

Жер бетіне бір нәрсе жетеді, сондықтан кішкентай радиоактивті фон біздің планетада мүлдем барлық жерде болады. Орташа алғанда, сәулелену көздерімен жұмыс істемейтін Жерде тұратын адам жыл сайын 1 миллизиверт (мЗв) доза алады. ХҒС-тағы астронавт 0,5–0,7 мЗв алады. Күнделікті!

Радиациялық белдіктер

Жердің радиациялық белдеулері – жоғары энергиялы зарядталған бөлшектер жинақталатын магнитосфера аймақтары. Ішкі белдеу негізінен протондардан, сыртқы белдеу электрондардан тұрады. 2012 жылы NASA спутнигімен тағы бір белдеу табылды, ол екі белгілінің арасында орналасқан.

«Қызықты салыстыруға болады», - дейді Ресей ғылым академиясының Биомедициналық мәселелер институтының ғарышкерлердің радиациялық қауіпсіздігі бөлімінің меңгерушісі, физика-математика ғылымдарының кандидаты Вячеслав Шуршаков. - АЭС қызметкері үшін рұқсат етілген жылдық доза 20 мЗв деп есептеледі - қарапайым адам алатыннан 20 есе көп. Төтенше жағдайларды жою мамандары, бұл арнайы дайындалған адамдар үшін ең жоғары жылдық доза 200 мЗв құрайды. Бұл әдеттегі дозадан 200 есе көп және … ХҒС-та бір жыл жұмыс істеген астронавтпен бірдей мөлшерде ».

Қазіргі уақытта медицинада денсаулыққа қатысты елеулі проблемаларды болдырмау үшін адам өмірінде оны асыра алмайтын максималды дозаның шегі белгіленді. Бұл 1000 мЗв немесе 1 Зв. Осылайша, тіпті өз стандарттары бар АЭС қызметкері де елу жыл бойы ештеңеге алаңдамай тыныш жұмыс істей алады.

Ал астронавт өзінің шегін небәрі бес жылда бітіреді. Бірақ, тіпті төрт жыл бойы ұшқан және өзінің заңды 800 мЗв алғанымен, оған бір жылға созылатын жаңа рейске рұқсат етілмейді, өйткені шектен асып кету қаупі төнеді.

«Ғарыштағы радиациялық қауіптің тағы бір факторы, - деп түсіндіреді Вячеслав Шуршаков, - Күннің белсенділігі, әсіресе протон шығарындылары деп аталады. Эжекция кезінде ХҒС-тағы астронавт қысқа уақыт ішінде қосымша 30 мЗв ала алады. Күн протонының оқиғалары сирек болатыны жақсы - күн белсенділігінің 11 жылдық циклінде 1-2 рет. Бұл процестердің стохастикалық, кездейсоқ ретпен жүретіні жаман және болжау қиын.

Біздің ғылым алдағы шығарылым туралы алдын ала ескерткені есімде жоқ. Бұл әдетте олай емес. ХҒС-дағы дозиметрлер кенет фонның ұлғаюын көрсетеді, біз Күнге мамандарды шақырып, растау аламыз: иә, біздің жұлдыздың аномальды белсенділігі бар. Күн протонының осындай кенеттен болатын оқиғаларына байланысты біз ғарышкер ұшу кезінде өзімен бірге қандай дозаны алып келетінін ешқашан білмейміз ».

Ақылсыз бөлшектер

Марсқа баратын экипаждардың радиациялық проблемалары Жерден ерте басталады. Салмағы 100 тонна және одан да көп кемені төмен жер орбитасында ұзақ уақыт бойы жеделдетуге тура келеді және бұл траекторияның бір бөлігі радиациялық белдеулердің ішінде өтеді. Бұл енді сағаттар емес, күндер мен апталар. Әрі қарай - магнитосфера шегінен шығып, галактикалық сәулелену өзінің бастапқы түрінде, көптеген ауыр зарядталған бөлшектер, олардың әсері Жердің магнит өрісінің «қолшатыры» астында аз сезіледі.

«Мәселе мынада, - дейді Вячеслав Шуршаков, - бөлшектердің адам ағзасының маңызды мүшелеріне (мысалы, жүйке жүйесіне) әсері бүгінгі күні аз зерттелген. Мүмкін радиация астронавттың есте сақтау қабілетін жоғалтып, мінез-құлық реакциялары мен агрессиясын тудыруы мүмкін. Және бұл әсерлердің дозаға байланысты болмауы өте ықтимал. Жердің магнит өрісінен тыс тірі ағзалардың бар екендігі туралы жеткілікті деректер жинақталғанша, ұзақ ғарыштық экспедицияларға бару өте қауіпті ».

Радиациялық қауіпсіздік бойынша сарапшылар ғарыш кемелерінің дизайнерлеріне биоқауіпсіздікті арттыруды ұсынғанда, олар өте ұтымды болып көрінетін сұраққа жауап береді: «Мәселе неде? Ғарышкерлердің біреуі сәуле ауруынан қайтыс болды ма?» Өкінішке орай, болашақ жұлдызды кемелердің бортында алынған сәулелену дозалары, бірақ әдеттегі ХҒС, стандарттарға сәйкес келсе де, мүлдем зиянсыз емес.

Қандай да бір себептермен кеңес ғарышкерлері ешқашан өздерінің көру қабілетіне шағымданбады - олар мансап үшін қорқады, бірақ американдық деректер ғарыштық сәулелену катаракта мен линзаның бұлыңғырлану қаупін арттыратынын анық көрсетеді. Ғарышкерлердің қан анализі медицинада ісік белгісі болып саналатын әрбір ғарыштық ұшудан кейін лимфоциттерде хромосомалық аберрациялардың жоғарылағанын көрсетеді. Жалпы алғанда, өмір бойы 1 Св рұқсат етілген дозаны алу өмірді орта есеппен үш жылға қысқартады деген қорытындыға келді.

Ай тәуекелдері

«Айдың қастандығын» жақтаушылардың «күшті» дәлелдерінің бірі - радиациялық белдеулерді кесіп өту және магнит өрісі жоқ Айда болу ғарышкерлердің радиациялық аурудан сөзсіз өліміне әкеледі деген тұжырым. Америкалық астронавтар шынымен де Жердің радиациялық белдеулерін кесіп өтуге мәжбүр болды - протон және электронды. Бірақ бұл бірнеше сағатқа ғана болды, ал Аполлон экипаждарының миссиялар кезінде қабылдаған дозалары маңызды болды, бірақ ХҒС ескі таймерлері қабылдаған дозалармен салыстыруға болады. «Әрине, американдықтардың жолы болды, - дейді Вячеслав Шуршаков, - олардың ұшуы кезінде күн протонының бірде-бір оқиғасы болған жоқ. Егер бұл орын алса, астронавтар өлімге әкелетін дозаларды алады - 30 мЗв емес, 3 Зв.

Орамалыңызды сулаңыз

«Біз, радиациялық қауіпсіздік саласындағы мамандар, - дейді Вячеслав Шуршаков, - экипаждарды қорғауды күшейтуді талап етеміз. Мысалы, ХҒС-та ең осал ғарышкерлер демалатын кабиналар болып табылады. Онда қосымша масса жоқ, адамды ғарыштан бірнеше миллиметр қалыңдықтағы металл қабырға ғана бөледі. Бұл кедергіні радиологияда қабылданған су эквивалентіне азайтсақ, ол тек 1 см су.

Салыстыру үшін: біз радиациядан жасырынатын Жер атмосферасы 10 м суға тең. Жақында біз ғарышкерлер кабинасын суға малынған сүлгілер мен майлықтардың қосымша қабатымен қорғауды ұсындық, бұл радиацияның әсерін айтарлықтай азайтады. ХҒС-да әлі қолданылмаса да, радиациядан қорғайтын препараттар әзірленуде.

Бәлкім, болашақта медицина мен гендік инженерия әдістерін қолдана отырып, адам ағзасын оның сыни мүшелері радиациялық факторларға төзімді болатындай етіп жетілдіретін шығармыз. Қалай болғанда да, бұл мәселеге ғылымның мұқият назарынсыз ұзақ қашықтыққа ғарыштық ұшулар туралы ұмытуға болады ».