地球是所有地球生物的搖籃,受其大氣和磁場的保護,除了我們用自己的雙手創造的核輻射威脅之外,我們基本不會受到地球外(包括太陽)輻射太過嚴重的威脅。然而,所有近距離和遠距離空間探索專案都始終與輻射安全問題相矛盾。太空對生命是充滿敵意的,宇宙輻射對人類的危險是什麼?
國際空間站的軌道已經上升了好幾次,現在高度超過400公里,這是為了將飛行實驗室從大氣層的密集層中拉出來,那裡的氣體分子仍然相當明顯地阻礙了飛行,空間站正在失去高度。為了不經常調整軌道浪費寶貴的燃料,最好把空間站抬得更高,但你不能這樣做。在離地球約500公里處,下層(質子)輻射帶開始。在任何輻射帶內進行長時間飛行(其中兩次)對機組人員和裝置來說可能是致命的。
宇航員清算人
然而,不能說國際空間站目前飛行的高度沒有輻射安全問題。首先,南大西洋地區有所謂的巴西或南大西洋磁異常。在這裡,地球的磁場似乎下垂,它更接近表面的下輻射帶。國際空間站仍然與在該地區飛行有關。
第二,人類在太空中受到銀河輻射的威脅,以極快的速度流動超新星爆炸或脈衝星、類星體和其他異常恆星物體的活動產生的帶電粒子。有東西飛到地球表面,所以我們的星球上到處都有輕微的放射性背景。平均而言,地球上與輻射源無關的人每年接受1毫西弗的劑量。國際空間站上的宇航員每天收入為0.5-0.7毫西弗的量。!
輻射帶
地球的輻射帶是磁層中積累高能帶電粒子的區域。內帶主要由質子組成,外部由電子組成。2012年,美國宇航局的一顆衛星發現了另一條位於兩個已知之間的帶子。
核電廠工作人員的允許年劑量為20毫西弗,是普通人的20倍。對於事故處理專家,這些受過特殊訓練的人,每年的最大劑量為200毫西弗。這已經是正常劑量的200倍了...幾乎和在國際空間站工作一年的宇航員一樣多。
目前,醫學已經確定了一個人一生中無法超過的最大限劑量,以避免嚴重的健康問題。這是1000毫西弗,或1茲瓦。因此,即使是核電廠的工人,其標準,也可以平靜地工作五十年,而不必擔心任何事情。宇航員將在短短五年內用盡他的極限。但是,即使飛行了四年,並獲得了其合法的800毫西弗,他不太可能被允許進入新的飛行一年,因為有超過限制的威脅。
"空間輻射危險的另一個因素是太陽的活動,特別是所謂的質子發射。在發射時,國際空間站上的宇航員可以在短時間內獲得高達30毫西弗的額外空間。太陽質子事件很少發生,在11年的太陽活動週期中發生1-2倍,這是件好事。糟糕的是,這些過程隨機出現,難以預測。國際空間站上的劑量計突然顯示背景增強,航天員打電話給太陽專家,並得到確認:是的,我們的光的活動異常。正是由於這種突然發生的太陽質子事件,我們永遠不知道航天員從飛行中攜帶的確切劑量。
瘋狂粒子
前往火星的機組人員的輻射問題將從地球開始。一艘重100噸或100噸以上的飛船將不得不在地球軌道上長時間執行,其中一些軌跡將在輻射帶內執行。這些不再是幾個小時,而是幾天和幾周。進一步,超越磁層和銀河輻射在其原始形式,許多沉重的帶電粒子,其影響在地球磁場的"傘"下感覺很少。
問題是,粒子對人體關鍵器官(如神經系統)的影響今天鮮為人知。也許輻射會導致宇航員的記憶喪失,引起異常的行為反應和侵略。這些效果很可能不會與特定劑量相關。雖然沒有關於地球磁場外生物存在的足夠資料,但進行長時間的太空探險是非常危險的。
當輻射安全專家建議航天器設計人員加強生物防禦時,他們回答了一個看似相當理性的問題:"問題出在哪裡?難道有一位宇航員死於輻射病嗎?出於某種原因,蘇聯宇航員從未抱怨過視力——顯然在擔心自己的事業,但美國的資料清楚地表明,宇宙輻射會增加白內障、透鏡模糊的風險。對宇航員血液的研究表明,每次太空飛行後淋巴細胞的染色體畸變都會增加,這在醫學上被認為是一個腫瘤醫生。總的說來,結論是,在一生中服用1茲瓦的允許劑量平均縮短了三年的生命。
月球風險
"月球陰謀"支持者的"有力"論點之一是,跨越輻射帶和在月球上發現沒有磁場,將造成宇航員因輻射病而死亡。美國宇航員確實不得不穿越地球的輻射帶——質子和電子。但這隻持續了幾個小時,阿波羅號機組人員在任務期間獲得的劑量相當,但與國際空間站老婦人獲得的劑量相當。維亞切斯拉夫·舒爾沙科夫說:"當然,美國人很幸運,因為他們在飛行期間沒有發生過太陽質子事件。如果發生這種情況,宇航員將獲得亞致命劑量 - 不再是30毫西弗,而是3茲瓦。
如何減少輻射的影響
俄羅斯的航天工作者維亞切斯拉夫·舒爾沙科夫說:"我們輻射安全專家堅持要加強對機組人員的保護。例如,在國際空間站上,最脆弱的是宇航員的客艙,在那裡他們休息。沒有額外的質量,只有幾毫米厚的金屬牆與開放空間隔開。如果你把這個屏障引向放射學上公認的水當量,它只有1釐米的水。相比之下,我們躲避輻射的地球大氣相當於10米的水。最近,我們建議用一層額外的水巾和餐巾紙保護宇航員的客艙,這將大大減少輻射的影響。正在開發防止輻射的藥物,但國際空間站尚未使用。也許在未來,透過醫學和基因工程技術,我們將能夠改善人體,使其關鍵器官對輻射因素更具抵抗力。但無論如何,沒有科學的密切關注,關於遠端太空飛行的問題是可以忘記的。