Уровень радиации на мкс


50 лет назад один человек совершил маленький шажок, который оказался большим шагом для всего человечества. Мы говорим, как вы поняли, о знаменитой высадке американских астронавтов на Луну. И в последнее время споры вокруг той миссии (как и самой программы «Аполлон») разгорелись с новой силой. Причем речь идет не о том, что «высадки не было и все было снято в павильоне». Новые аргументы говорят нам, что во время миссии на Луну астронавты должны были получить огромную дозу космической радиации, которую невозможно пережить. Но так ли это?

Уровень радиации на мкс

Что такое космическая радиация

Никто не собирается оспаривать факт того, что космическая радиация действительно существует и то, что воздействие ее на живые организмы очень сложно назвать положительным. Сам термин «космическая радиация» довольно обширен и используется для описания энергии, которая излучается в виде электромагнитных волн и/или других частиц, испускаемых небесными телами. При этом не все они являются опасными для человека. Например, люди могут воспринимать некоторые формы электромагнитного излучения: видимый свет можно (простите за тавтологию) увидеть, а инфракрасное излучение (тепло) можно почувствовать.


Это интересно: 5 самых популярных мифов о первой высадке человека на Луну.

Между тем, другие разновидности излучения, такие как радиоволны, рентгеновские и гамма-лучи требуют специального оборудования для наблюдения. Самым опасным является ионизирующее излучение и именно его воздействие в большинстве случаев и называют той самой космической радиацией.

Откуда берется космическая радиация

В космосе существует несколько источников ионизирующего излучения. Солнце непрерывно испускает электромагнитное излучение на всех длинах волн. Иногда огромные взрывы на солнечной поверхности, известные как вспышки на Солнце, высвобождают в космос огромное количество рентгеновских и гамма-лучей. Эти явления как раз и могут представлять опасность для астронавтов и оборудования космических аппаратов. Также опасная радиация может исходить из-за пределов нашей Солнечной системы, но на Земле мы защищены от большей части этого ионизирующего излучения. Сильное магнитное поле Земли формирует магнитосферу (грубо говоря, защитный пузырь), который действует как своего рода «щит», блокирующий большую часть опасного излучения.

При этом космическая радиация «не улетает» обратно в космос. Она накапливается вокруг нашей планеты, формируя, так называемые, Пояса Ван Аллена (или радиационные пояса).

Схема устройства Поясов Ван Аллена

Как NASA решило проблему организации полета на Луну


Короткий ответ — никак. Дело в том, что для того, чтобы добраться до Луны, космический аппарат должен двигаться максимально быстро и по кратчайшему расстоянию. Для «облета и маневрирования» не хватило бы ни времени, ни запаса горючего. Таким образом, участники программы должны были пересечь как внешний, так и внутренний радиационный пояса.

NASA знало о проблеме и поэтому им нужно было что-то делать с обшивкой корабля для астронавтов. Обшивка должна была быть тонкой и легкой для обеспечения защиты. Нельзя было слишком «утяжелять» ее. Поэтому минимальная защита от облучения при помощи металлических пластин была добавлена в конструкцию. Более того, теоретические модели радиационных поясов, разработанные в преддверии полетов «Аполлона», показали, что прохождение через них не будет представлять существенной угрозы для здоровья космонавтов.

Но это еще не все. Чтобы добраться до Луны и благополучно вернуться домой, астронавты «Аполлона» должны были не только пересечь пояса Ван Аллена, но и огромное расстояние между Землей и Луной. По времени полет занимал около трех дней в каждую сторону. Участники миссии также должны были безопасно работать на орбите вокруг Луны и на лунной поверхности. Во время миссий «Аполлон» космический аппарат большую часть времени находился за пределами защитной магнитосферы Земли. Таким образом, экипажи «Аполлонов» были уязвимы для солнечных вспышек и для потока радиационных лучей из-за пределов нашей Солнечной системы.


Источник: Hi-News.ru

Одним из основных негативных биологических факторов космического пространства, наряду с невесомостью, является радиация. Но если ситуация с невесомостью на различных телах Солнечной системы (например, на Луне или Марсе) будет лучше, чем на МКС, то с радиацией дела обстоят сложнее.

По своему происхождению космическое излучение бывает двух типов. Оно состоит из галактических космических лучей (ГКЛ) и тяжелых положительно заряженных протонов, исходящих от Солнца. Эти два типа излучения взаимодействуют друг с другом. В период солнечной активности интенсивность галактических лучей уменьшается, и наоборот. Наша планета защищена от солнечного ветра магнитным полем. Несмотря на это, часть заряженных частиц достигает атмосферы. В результате возникает явление, известное как полярное сияние. Высокоэнергетические ГКЛ почти не задерживаются магнитосферой, однако они не достигают поверхности Земли в опасном количестве благодаря ее плотной атмосфере. Орбита МКС находится выше плотных слоев атмосферы, однако внутри радиационных поясов Земли. Из-за этого уровень космического облучения на станции намного выше, чем на Земле, но существенно ниже, чем в открытом космосе. По своим защитным свойствам атмосфера Земли приблизительно эквивалентна 80-сантиметровому слою свинца.


Единственным достоверным источником данных о дозе излучения, которую можно получить во время длительного космического перелета и на поверхности Марса, является прибор RAD на исследовательской станции Mars Science Laboratory, более известной как Curiosity. Чтобы понять, насколько точны собранные им данные, давайте для начала рассмотрим МКС.

В сентябре 2013 года в журнале Science была опубликована статья, посвященная результатам работы инструмента RAD. На сравнительном графике, построенном Лабораторией реактивного движения НАСА (организация не связана с экспериментами, проводимыми на МКС, но работает с инструментом RAD марсохода Curiosity), указано, что за полгода пребывания на околоземной космической станции человек получает дозу излучения, примерно равную 80 мЗв (миллизиверт). А вот в издании Оксфордского университета от 2006 года (ISBN 978-0-19-513725-5) говорится, что в сутки космонавт на МКС получает в среднем 1 мЗв, т. е. полугодовая доза должна составить 180 мЗв. В результате мы видим огромный разброс в оценке уровня облучения на давно изученной низкой орбите Земли.


Основные солнечные циклы имеют период 11 лет, и, поскольку ГКЛ и солнечный ветер взаимосвязаны, для статистически надежных наблюдений нужно изучить данные о радиации на разных участках солнечного цикла. К сожалению, как говорилось выше, все имеющиеся у нас данные о радиации в открытом космосе были собраны за первые восемь месяцев 2012 года аппаратом MSL на его пути к Марсу. Информация о радиации на поверхности планеты накоплена им же за последующие годы. Это не значит, что данные неверны. Просто нужно понимать, что они могут отражать лишь характеристики ограниченного периода времени.

Последние данные инструмента RAD были опубликованы в 2014 году. Как сообщают ученые из Лаборатории реактивного движения НАСА, за полгода пребывания на поверхности Марса человек получит среднюю дозу излучения около 120 мЗв. Эта цифра находится посередине между нижней и верхней оценками дозы облучения на МКС. За время перелета к Марсу, если он также займет полгода, доза облучения составит 350 мЗв, т. е. в 2-4,5 раза больше, чем на МКС. За время полета MSL пережил пять вспышек на Солнце умеренной мощности. Мы не знаем наверняка, какую дозу облучения получат космонавты на Луне, поскольку во времена программы «Аполлон» не проводились эксперименты, изучавшие отдельно космическую радиацию. Ее эффекты изучались лишь совместно с эффектами других негативных явлений, таких как влияние лунной пыли. Тем не менее, можно предположить, что доза будет выше, чем на Марсе, поскольку Луна не защищена даже слабой атмосферой, но ниже, чем в открытом космосе, т. к. человек на Луне будет облучаться только «сверху» и «с боков», но не из-под ног./


В заключение можно отметить, что радиация – это та проблема, которая обязательно потребует решения в случае колонизации Солнечной системы. Однако широко распространенное мнение, что радиационная обстановка за пределами магнитосферы Земли не позволяет совершать длительные космические полеты, просто не соответствует действительности. Для полета к Марсу придется установить защитное покрытие либо на весь жилой модуль космического перелетного комплекса, либо на отдельный особо защищенный «штормовой» отсек, в котором космонавты смогут пережидать протонные ливни. Это не значит, что разработчикам придется использовать сложные антирадиационные системы. Для существенного снижения уровня облучения достаточно теплоизоляционного покрытия, которое применяют на спускаемых аппаратах космических кораблей для защиты от перегрева при торможении в атмосфере Земли.

Обсудить

  • < Назад
  • Вперёд >

Источник: kosmolenta.com


Пилотируемые межпланетные миссии сопряжены с существенным ростом радиационной нагрузки, сопровождающим выход за пределы магнитного поля Земли. Оно защищает Землю и космонавтов на МКС от действия наиболее опасного компонента космической радиации — галактических космических лучей, представленных тяжелыми заряженными частицами (атомными ядрами) высоких энергий.

Об отдаленных последствиях ионизирующего излучения хорошо известно, и с рисками этих последствий будущим космонавтам придется мириться. Однако была высказана гипотеза, что галактические космические лучи могут вызвать нарушения в центральной нервной системе (ЦНС) непосредственно в ходе полета, что приведет к нарушению операторской деятельности экипажа. Такие нарушения могли бы критически отразиться на пилотировании корабля, управлении системами жизнеобеспечения, что привело бы к гибели экипажа непосредственно в ходе миссии.

В чем же опасность этих тяжелых частиц? Все дело в распределении энергии. Пролетая через живую ткань, словно пушечное ядро, такая частица формирует отчетливо детектируемый путь и, сталкиваясь на пути с другими ядрами, порождает вторичную радиацию (осколки ядер, протоны, нейтроны, электроны и гамма-кванты), которая значительно увеличивает область поражения, достигающую 10 мкм в диаметре. Несмотря на относительно небольшую суммарную поглощенную дозу, скажем 0,1 Грей, локальная поглощенная доза непосредственно в области пролета частицы может составлять 80 000 Грей. (Грей — единица поглощенной дозы ионизирующего излучения. Поглощенная доза равна одному грею, если вещество получило один джоуль энергии на один килограмм массы.) Это в корне отличается от гамма-радиации, для которой характерна равномерная ионизация, а порожденные ею свободные радикалы редко отлетают от места события далее чем на 3 нанометра.


Краеугольным камнем изучения влияния галактических космических лучей является выбор модели облучения. Естественное облучение космонавтов на МКС является наиболее релевантной моделью, однако выборка невелика и эквивалентная доза не только меньше (примерно в 2,5 раза), но и набирается в значительной мере за счет относительно легких протонов. Поэтому основным источником данных о влиянии космического излучения остаются модельные наземные эксперименты. В ряде экспериментов ученые используют протоны в значительно больших дозах, пытаясь за счет этого смоделировать эффект тяжелых частиц (к примеру, ядер железа). Другая тенденция — завышение дозы с целью обнаружения негативных эффектов, так как такие статьи легче опубликовать.

Автору этих строк понадобилось пять лет, чтобы побороть авторитетное мнение, собрать группу и получить финансирование под собственный проект. Мы использовали более релевантную комбинацию ионизирующих излучений, сопоставимую по эквивалентной дозе с 860-дневной марсианской миссией (0,7 Зиверта против 1 Зиверта, измеренного в ходе миссии Curiosity; 1 зиверт — количество энергии, поглощенное килограммом биологической ткани, равное по воздействию поглощенной дозе гамма-излучения в 1 Грей).


В ходе первых экспериментов удалось выявить несколько интересных феноменов. Во-первых, был показан стимулирующий эффект ионизирующего излучения на двигательную активность и когнитивные способности грызунов. Во-вторых, оказалось, что ионизирующее излучение нейтрализует негативные эффекты другого фактора космического полета — гипогравитации. Эти результаты хорошо согласуются с работами американских коллег, в которых были показаны как нейропротекторный эффект облучения (у пациентов с болезнью Альцгеймера), так и нейтрализация негативных эффектов гипогравитации (на культурах клеток). Работы были продолжены с использованием более релевантной модели, описанной выше. Эффекты были подтверждены и в новых условиях. Однако вопрос о механизмах, лежащих в основе наблюдаемых эффектов, оставался открытым.

Последняя работа нашей группы позволила отчасти раскрыть эти механизмы. Было установлено, что за так называемое стимулирование ЦНС ответственно снижение уровня гамма-аминомасляной кислоты (ГАМК) — основного тормозного медиатора головного мозга. Этот эффект, вероятно, обусловлен увеличением количества фермента, ответственного за утилизацию ГАМК. В то же время нас насторожило изменение баланса между ГАМК и ее «антагонистом» — глутаматом, которое является патологическим звеном ряда психиатрических и нейродегенеративных заболеваний.


тут кроется самый важный результат проведенной работы. Через семь месяцев после облучения баланс ГАМК—глутамат восстанавливается. Но не за счет восстановления уровня ГАМК, а за счет снижения глутамата. Таким образом, с одной стороны, мы говорим об относительно безопасном влиянии галактических космических лучей на ЦНС, а с другой стороны, отмечаем, что радиация все же вызывает значительные молекулярные изменения в нервной ткани, которые, так уж сложилось, не вызывают серьезных нарушений функций ЦНС. С легкими нарушениями психоэмоционального плана человек может справиться на уровне эмоционально-волевого поведения, недоступного грызунам, особенно учитывая жесткий отбор и тренировки будущих космонавтов и, мы смеем в это верить, космических колонизаторов.

Виктор Кохан, научный сотрудник Института физиологически активных веществ РАН

Источник: www.kommersant.ru

На какой высоте встречается

Как видишь, при наборе высоты показатели на дозиметре пропорционально увеличивались. С чем это связано — попробуй догадаться самостоятельно.

Чем опасна космическая радиация

Уровень радиации на мкс

Наверняка ты смотрел сериал «Чернобыль». Люди, пострадавшие при аварии и ликвидации ее последствий, конечно, получили несоизмеримые дозы облучения в сравнении с теми, что встречаются на борту самолета. Но и эти оказывают свое негативное воздействие на организм.

Наиболее чувствительными к радиации являются кожа, хрусталик глаза, легкие, щитовидная железа, костный мозг и кишечник. При длительном воздействии на организм излучение поражает ДНК и РНК, нарушает обмен веществ, снижает иммунитет и активизирует развитие новообразований у человека и животных.

Как обезопаситься

Мы бы не сказали, что нужно применять какие-то сверхмеры по защите себя от излучения. Чтобы по-настоящему ощутить на себе влияние космической радиации, необходимо проводить в полете не менее 33 часов в год. За это время можно получить дозу в 0,1 мЗв (миллизиверт) — это эквивалентно рентгену грудной клетки.

Чтобы контролировать все возможные изменения в работе собственного организма, необходимо регулярно проходить диспансеризацию, примерно раз-два в год. При таком подходе к своему здоровью всё будет в порядке.

Источник: BroDude.ru


You May Also Like

About the Author: admind

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *

Этот сайт использует Akismet для борьбы со спамом. Узнайте как обрабатываются ваши данные комментариев.