גם אם טיסות בין-כוכביות היו מציאות, מדענים אומרים יותר ויותר שיותר ויותר סכנות מחכות לגוף האדם מנקודת מבט ביולוגית גרידא. מומחים מכנים קרינה קוסמית קשה אחת הסכנות העיקריות. בכוכבי לכת אחרים, למשל על מאדים, הקרינה הזו תהיה כזו שתאיץ משמעותית את הופעת מחלת האלצהיימר.

"קרינה קוסמית מהווה איום משמעותי מאוד על אסטרונאוטים עתידיים. האפשרות שחשיפה לקרינה קוסמית עלולה להוביל לבעיות בריאותיות כמו סרטן הוכרה זה מכבר", אומר קרי אובניון, PhD, נוירולוג במרכז הרפואי האוניברסיטאי ברוצ'סטר. הניסויים שלנו גם קבעו באופן אמין שקרינה קשה מעוררת גם האצה של שינויים במוח הקשורים למחלת אלצהיימר".

לדברי מדענים, כל החלל החיצון ממש חדור בקרינה, בעוד שהאטמוספרה של כדור הארץ העבה מגינה על כוכב הלכת שלנו מפניה. משתתפים בטיסות קצרות טווח ל-ISS כבר יכולים להרגיש את השפעות הקרינה, אם כי רשמית הם נמצאים במסלול נמוך, שם כיפת הכבידה המגוננת של כדור הארץ עדיין פעילה. קרינה פעילה במיוחד באותם רגעים שבהם מתרחשות התלקחויות על השמש עם פליטות של חלקיקי קרינה לאחר מכן.

מדענים אומרים שנאס"א כבר עובדת בשיתוף פעולה הדוק על גישות שונות הקשורות להגנה על בני אדם מפני קרינת חלל. סוכנות החלל החלה לממן לראשונה "מחקר קרינה" לפני 25 שנה. נכון לעכשיו, חלק ניכר מהיוזמות בתחום זה קשור למחקר כיצד להגן על מרסונאוטים עתידיים מקרינה קשה על הכוכב האדום, שבו אין כיפה אטמוספרית כמו בכדור הארץ.

כבר עכשיו, מומחים אומרים בסבירות גבוהה מאוד שקרינת מאדים מעוררת סרטן. ישנן כמויות גדולות אף יותר של קרינה ליד אסטרואידים. נזכיר לכם שנאס"א מתכננת משימה לאסטרואיד עם השתתפות אנושית לשנת 2021, ולמאדים לא יאוחר מ-2035. טיול למאדים ובחזרה, עם קצת זמן לבלות שם, עשוי להימשך כשלוש שנים.

כפי שאמרה נאס"א, כעת הוכח שקרינת החלל מעוררת, בנוסף לסרטן, גם מחלות של מערכת הלב וכלי הדם, השרירים והשלד והאנדוקריניים. כעת מומחים מרוצ'סטר זיהו וקטור נוסף של סכנה: מחקר מצא שמינונים גבוהים של קרינה קוסמית מעוררים מחלות הקשורות לניוון עצבי, ובפרט, הם מפעילים תהליכים שתורמים להתפתחות מחלת האלצהיימר. מומחים גם חקרו כיצד קרינה קוסמית משפיעה על מערכת העצבים המרכזית של האדם.

בהתבסס על ניסויים, מומחים קבעו כי לחלקיקים רדיואקטיביים בחלל יש במבנה שלהם גרעינים של אטומי ברזל, בעלי יכולת חדירה פנומנלית. זו הסיבה שקשה באופן מפתיע להתגונן מפניהם.

על פני כדור הארץ, חוקרים ביצעו סימולציות של קרינה קוסמית במעבדה הלאומית האמריקאית ברוקהייבן בלונג איילנד, שם נמצא מאיץ חלקיקים מיוחד. באמצעות ניסויים קבעו החוקרים את מסגרת הזמן שבה המחלה מתרחשת ומתקדמת. עם זאת, עד כה ערכו החוקרים ניסויים בעכברי מעבדה, וחשפו אותם למינוני קרינה דומים לאלו שאנשים יקבלו במהלך טיסה למאדים. לאחר הניסויים, כמעט כל העכברים סבלו מהפרעות בתפקוד המערכת הקוגניטיבית של המוח. כמו כן צוינו הפרעות בתפקוד מערכת הלב וכלי הדם. במוח זוהו מוקדי הצטברות של בטא עמילואיד, חלבון המהווה סימן בטוח למחלת האלצהיימר המתקרבת.

מדענים אומרים שהם עדיין לא יודעים איך להילחם בקרינה בחלל, אבל הם בטוחים שקרינה היא גורם שראוי לתשומת לב רצינית ביותר בעת תכנון טיסות עתידיות לחלל.

יש לראות בטקסט המוצג להלן כדעתו האישית של המחבר. אין לו מידע סודי (או גישה אליו). כל מה שמוצג הוא עובדות ממקורות פתוחים בתוספת קצת שכל ישר ("ניתוח ספות", אם תרצה).

המדע הבדיוני - כל אותם מפוצצים וספסלים בחלל החיצון בלוחמים קטנטנים חד-מושבים - לימד את האנושות להפריז ברצינות את הנדיבות של היקום כלפי אורגניזמים חלבוניים חמים. זה בולט במיוחד כאשר סופרי מדע בדיוני מתארים מסעות לכוכבי לכת אחרים. למרבה הצער, חקר "החלל האמיתי" במקום כמה מאות "קאמים" הרגילים תחת הגנת השדה המגנטי של כדור הארץ תהיה משימה קשה יותר ממה שנראה לאדם הממוצע רק לפני עשור.

אז הנה הנקודה העיקרית שלי. האקלים הפסיכולוגי והקונפליקטים בתוך הצוות רחוקים מהבעיות העיקריות שאנשים יתמודדו איתם בעת ארגון טיסות מאוישות למאדים.

הבעיה העיקרית של אדם הנוסע מעבר למגנטוספירה של כדור הארץ- בעיה עם "P" גדול.

מהי קרינה קוסמית ולמה אנחנו לא מתים ממנה על פני כדור הארץ

קרינה מייננת בחלל (מעבר לכמה מאות קילומטרים של מרחב קרוב לכדור הארץ שבני האדם למעשה שלטו בהם) מורכבת משני חלקים.

קרינה מהשמש.זוהי, קודם כל, "רוח השמש" - זרם של חלקיקים ש"נושב" ללא הרף לכל הכיוונים מהכוכב ואשר טוב ביותר עבור ספינות מפרש עתידיות בחלל, כי הוא יאפשר להן להאיץ כראוי לנסיעה מעבר למערכת השמש. אבל עבור יצורים חיים, החלק העיקרי של הרוח הזו אינו שימושי במיוחד. זה נפלא שאנחנו מוגנים מקרינה קשה על ידי שכבה עבה של האטמוספירה, היונוספירה (זו שבה נמצאים חורי האוזון), וגם השדה המגנטי החזק של כדור הארץ.

בנוסף לרוח, שמתפזרת פחות או יותר באופן שווה, הכוכב שלנו גם יורה מעת לעת מה שנקרא התלקחויות שמש. האחרונים הם פליטות של חומר העטרה מהשמש. הם כל כך רציניים שמדי פעם הם מובילים לבעיות לאנשים ולטכנולוגיה אפילו בכדור הארץ, שם הכי כיף, אני חוזר, מסונן היטב.

אז יש לנו את האטמוספירה והשדה המגנטי של הפלנטה. בחלל כבר די קרוב, במרחק של עשרת או אלפיים קילומטרים מכדור הארץ, מובטחת התלקחות סולארית (אפילו חלשה, רק כמה הירושימות), שפוגעת בספינה, מבטיחה את מילוי החיים שלה ללא סיכוי קלוש. של הישרדות. אין לנו ממש מה למנוע זאת היום - ברמת הפיתוח הנוכחית של טכנולוגיות וחומרים. מסיבה זו ורק מסיבה זו, האנושות תצטרך לדחות את המסע בן החודשים למאדים עד שנפתור את הבעיה הזו לפחות חלקית. תצטרכו גם לתכנן את זה בתקופות של שמש הכי רגועה ולהתפלל הרבה לכל האלים הטכניים.

קרניים קוסמיות.הדברים הנבלים שנמצאים בכל מקום נושאים כמות עצומה של אנרגיה (יותר ממה שה-LHC יכול לשאוב לתוך חלקיק). הם מגיעים מחלקים אחרים של הגלקסיה שלנו. כאשר נכנסים למגן האטמוספירה של כדור הארץ, קרן כזו מקיימת אינטראקציה עם האטומים שלה ומתפרקת לעשרות חלקיקים פחות אנרגטיים, שנופלים לזרמים של חלקיקים פחות אנרגטיים (אך גם מסוכנים), וכתוצאה מכך, כל הפאר הזה הוא נשפך כגשם קרינה על פני כדור הארץ. כ-15% מקרינת הרקע בכדור הארץ מגיעה ממבקרים מהחלל. ככל שאתה גר גבוה יותר מעל פני הים, כך אתה תופס מינון גבוה יותר במהלך חייך. וזה קורה מסביב לשעון.

כתרגיל בית ספר, נסו לדמיין מה יקרה לחללית ול"תוכן החי" שלה אם הם ייפגעו ישירות מקרן כזו אי שם בחלל החיצון. הרשו לי להזכיר לכם שהטיסה למאדים תיקח מספר חודשים, לשם כך תצטרך לבנות ספינה כבדה, והסבירות ל"קשר" שתואר לעיל (או אפילו יותר מאחד) היא די גבוהה. למרבה הצער, פשוט אי אפשר להתעלם מזה במהלך טיסות ארוכות עם צוות חי.

מה עוד?

בנוסף לקרינה שמגיעה לכדור הארץ מהשמש, ישנה גם קרינת שמש שהמגנטוספירה של כוכב הלכת דוחה, אינה מאפשרת פנימה, והכי חשוב, מצטברת*. הכירו את הקוראים. זוהי חגורת הקרינה של כדור הארץ (ERB). היא ידועה גם בשם חגורת ואן אלן, כפי שהיא מכונה בחו"ל. האסטרונאוטים יצטרכו להתגבר על זה, כמו שאומרים, "במלוא המהירות", כדי לא לקבל מנת קרינה קטלנית תוך שעות ספורות. מגע חוזר עם החגורה הזו - אם, בניגוד לשכל הישר, נחליט להחזיר אסטרונאוטים ממאדים לכדור הארץ - יכול בקלות לגמור אותם.

*חלק ניכר מחלקיקי חגורת ואן אלן רוכשים מהירויות מסוכנות כבר בחגורה עצמה. כלומר, הוא לא רק מגן עלינו מפני קרינה מבחוץ, אלא גם משפר את הקרינה המצטברת הזו.

עד כה דיברנו על החלל החיצון. אבל אסור לשכוח שלמאדים (בניגוד לכדור הארץ) אין כמעט שדה מגנטי**, והאטמוספירה דקה ודקה, כך שאנשים ייחשפו לגורמים השליליים הללו לא רק בטיסה.

**אוקיי, יש קצת- ליד הקוטב הדרומי.

מכאן המסקנה. קרוב לוודאי שמתנחלים עתידיים יחיו לא על פני כדור הארץ (כפי שהוצגנו בסרט האפי "משימה למאדים"), אלא עמוק בפנים. מתחתיו.

מה עלי לעשות?

קודם כל, כנראה, אל תטפחו אשליות שכל הבעיות הללו ייפתרו במהירות (תוך תריסר או שנתיים או שלוש שנים). כדי למנוע את מותם של הצוות ממחלת קרינה, או שנצטרך לא לשלוח אותם לשם כלל ולחקור את החלל בעזרת מכונות חכמות (אגב, לא ההחלטה הכי מטופשת), או שנצטרך לעבוד קשה מאוד , כי אם אני צודק, אז לשלוח אנשים למאדים עם יצירת מושבה קבועה יש משימה בלתי אפשרית לחלוטין עבור מדינה אחת (אפילו ארה"ב, אפילו רוסיה, אפילו סין) בחצי המאה הקרובה, או אפילו יותר. ספינה אחת למשימה כזו תעלה סכום שווה ערך לבנייה ותחזוקה מלאה של כמה ISS (ראה להלן).

וכן, שכחתי לומר: ברור שהחלוצים של מאדים יהיו "מתאבדים", שכן סביר להניח שלא נוכל לספק להם לא מסע חזרה ולא חיים ארוכים ונוחים על מאדים בחצי המאה הקרובה.

איך יכולה להיראות משימה למאדים תיאורטית אילו היו לנו את כל המשאבים והטכנולוגיות של כדור הארץ הישן? השווה את המתואר להלן למה שראית בסרט הקאלט "המאדים".

משימה למאדים. גרסה מציאותית על תנאי

קוֹדֶם כֹּל,האנושות תצטרך לעבוד קשה ולבנות ספינת חלל בפרופורציות ציקלופניות עם הגנה חזקה נגד קרינה, שיכולה לפצות חלקית על עומס הקרינה הגיהנום על הצוות מחוץ לשדה המגנטי של כדור הארץ ולהבטיח משלוח של מתנחלים חיים פחות או יותר למאדים - דרך אחת.

איך יכולה להיראות ספינה כזו?

מדובר בקולוסוס כבד של עשרות (או יותר טוב מאות) מטרים בקוטר, המסופק בשדה מגנטי משלו (אלקטרומגנטים מוליכי-על) ומקורות אנרגיה לשמירה עליו (כורים גרעיניים). הממדים העצומים של המבנה מאפשרים למלא אותו מבפנים בחומרים סופחי קרינה (למשל, זה יכול להיות פלסטיק קצף עופרת או מיכלים אטומים עם מים פשוטים או "כבדים"), אשר יצטרכו להיות מועברים למסלול. במשך עשרות שנים (!) ורכוב סביב קפסולת תמיכת חיים זעירה יחסית, שבה נמקם את האסטרונאוטים.

בנוסף לגודלה ולעלותה הגבוהה, ספינת המאדים חייבת להיות אמינה לעזאזל ובעיקר, אוטונומית לחלוטין מבחינת שליטה. כדי להעביר את הצוות בחיים, הדבר הבטוח ביותר לעשות הוא להכניס אותם לתרדמת מלאכותית ולקרר אותם מעט (רק כמה מעלות) כדי להאט תהליכים מטבוליים. במצב זה, אנשים א) יהיו פחות רגישים לקרינה, ב) תופסים פחות מקום וזול יותר להגנה מפני אותה קרינה.

ברור שבנוסף לספינה, אנו זקוקים לבינה מלאכותית שיכולה להעביר את הספינה בביטחון למסלול מאדים, לפרוק את המתנחלים אל פני השטח שלה מבלי לפגוע בעצמה או במטען בתהליך, ולאחר מכן, ללא השתתפות של אנשים, להחזיר את אסטרונאוטים לתודעה (כבר על מאדים). אין לנו עדיין טכנולוגיות כאלה, אבל יש תקווה שבינה מלאכותית כזו, והכי חשוב המשאבים הפוליטיים והכלכליים לבניית הספינה המתוארת, יופיעו בארצנו, נגיד, קרוב יותר לאמצע המאה.

החדשות הטובות הן ש"המעבורת" של מאדים לקולוניסטים עשויה בהחלט להיות ניתנת לשימוש חוזר. הוא יצטרך לנסוע כמו מעבורת בין כדור הארץ ליעד הסופי, ולספק משלוחים של "מטען חי" למושבה כדי להחליף אנשים שנשרו "מסיבות טבעיות". כדי לספק מטען "לא חי" (מזון, מים, אוויר וציוד), אין צורך במיוחד בהגנה מפני קרינה, ולכן אין צורך להפוך ספינת-על למשאית מאדים. זה נחוץ אך ורק עבור משלוח של קולוניסטים ואולי זרעים לשתול / חיות משק צעירות.

שֵׁנִית,יש צורך לשלוח ציוד ואספקה ​​של מים, מזון וחמצן למאדים מראש עבור צוות של 6-12 אנשים למשך 12-15 שנים (בהתחשב בכל כוח עליון). זו כשלעצמה בעיה לא טריוויאלית, אבל בואו נניח שאנחנו לא מוגבלים במשאבים לפתור אותה. הבה נניח שהמלחמות והתהפוכות הפוליטיות על פני כדור הארץ שככו, וכל הפלנטה פועלת ביחד למען משימת המאדים.

הציוד שנזרק למאדים, כפי שהייתם צריכים לנחש, הוא רובוט אוטונומי לחלוטין עם בינה מלאכותית ומופעל על ידי כורים גרעיניים קומפקטיים. הם יצטרכו באופן שיטתי, במהלך עשר עד שנה וחצי, תחילה לחפור מנהרה עמוקה מתחת לפני השטח של כוכב הלכת האדום. ואז - בעוד כמה שנים - רשת קטנה של מנהרות, שאליה יהיה צורך לגרור יחידות תומכות חיים ואספקה ​​למשלחת עתידית, ואז כל זה יורכב הרמטית לכפר אוטונומי תת-מאדים.

נראה שדירה דמוית מטרו היא הפתרון האופטימלי משתי סיבות. ראשית, הוא מגן על אסטרונאוטים מקרניים קוסמיות שכבר על מאדים עצמו. שנית, בשל הפעילות ה"מרסותרמית" הנותרת של תת הקרקע של כדור הארץ, חם במעלה או שתיים יותר מאשר בחוץ. זה יהיה שימושי למתנחלים הן לחיסכון באנרגיה והן לגידול תפוחי אדמה על הצואה שלהם.

הבה נבהיר נקודה חשובה: המושבה תצטרך להיבנות בחצי הכדור הדרומי, שם יש עדיין שדה מגנטי שיורי על הפלנטה.

באופן אידיאלי, אסטרונאוטים לא יצטרכו לעלות על פני השטח בכלל (או שלא יראו את מאדים "חי" בכלל, או שהם יראו אותו פעם אחת - במהלך הנחיתה). כל העבודה על פני השטח תצטרך להיעשות על ידי רובוטים, שאת פעולותיהם יצטרכו המתיישבים לכוון מהבונקר שלהם לאורך חייהם הקצרים (עשרים שנה בשילוב של נסיבות בר מזל).

שְׁלִישִׁית,אנחנו צריכים לדבר על הצוות עצמו והשיטות לבחירתו.

התוכנית האידיאלית עבור האחרונים תהיה חיפוש בכל כדור הארץ אחר... תאומים זהים גנטית (מונוזיגוטים), שאחד מהם הפך זה עתה לתורם איברים (לדוגמה, לאחר "למזלנו" נקלע לתאונת דרכים). זה נשמע ציני ביותר, אבל אל תתנו לזה למנוע מכם לקרוא את הטקסט עד הסוף.

מה נותן לנו תאום תורם?

תאום מת נותן לאחיו (או אחותו) את ההזדמנות להפוך למתיישבים אידיאלי על מאדים. העובדה היא שמח העצם האדום של הראשון, שנמסר לכוכב הלכת האדום במיכל מוגן בנוסף מקרינה, יכול לעבור עירוי לתוך תאום האסטרונאוט. זה מגדיל את סיכויי ההישרדות שלו ממחלת קרינה, לוקמיה חריפה ושאר צרות שסביר מאוד שיקרו למתנחל במהלך שנות המשימה.

אז איך נראה תהליך המיון למתיישבים עתידיים?

אנחנו בוחרים כמה מיליוני תאומים. אנחנו מחכים עד שיקרה משהו לאחד מהם ומציעים הצעה לנותרים. מאגר של, נניח, מאה אלף מועמדים פוטנציאליים מגויס. כעת, בתוך מאגר זה, אנו עורכים בחירה סופית עבור התאמה פסיכולוגית והתאמה מקצועית.

באופן טבעי, כדי להרחיב את המדגם, אסטרונאוטים יצטרכו להיבחר ברחבי כדור הארץ כולו, ולא במדינה אחת או שתיים.

כמובן, טכנולוגיה כלשהי לזיהוי מועמדים עמידים במיוחד לקרינה תעזור מאוד. ידוע שחלק מהאנשים עמידים הרבה יותר לקרינה מאחרים. בוודאי ניתן לזהות אותו באמצעות סמנים גנטיים מסוימים. אם נשלים את הרעיון עם תאומים בשיטה זו, יחד הם אמורים להגביר משמעותית את שיעור ההישרדות של מתנחלי מאדים.

בנוסף, זה יהיה שימושי ללמוד כיצד לבצע עירוי מח עצם לאנשים עם אפס כוח משיכה. זה לא הדבר היחיד שצריך להמציא במיוחד עבור הפרויקט הזה, אבל, למרבה המזל, עדיין יש לנו זמן, ו-ISS עדיין מסתובבת במסלול כדור הארץ כאילו ספציפית לבדיקת טכנולוגיות כאלה.

נ.ב. אני חייב להסתייג במפורש שאני לא מתנגד עקרוני למסעות בחלל ולהאמין שבמוקדם או במאוחר "החלל יהיה שלנו". השאלה היחידה היא המחיר של הצלחה זו, כמו גם הזמן שהאנושות תשקיע בפיתוח הטכנולוגיות הדרושות. נראה לי שבהשפעת המדע הבדיוני והתרבות הפופולרית, רבים מאיתנו די רשלניים מבחינת הבנת הקשיים שיש להתגבר עליהם בדרך. כדי להפוך את החלק הזה לקצת יותר מפוכח« קוסמו-אופטימיסטים» והטקסט הזה נכתב.

בחלקים אספר לכם אילו אפשרויות נוספות עומדות בפנינו לגבי חקר החלל האנושי בטווח הארוך.

מושג כזה כמו קרינת שמש הפך ידוע די מזמן. כפי שמחקרים רבים הראו, הוא לא תמיד אחראי להגברת רמת יינון האוויר.

מאמר זה מיועד לאנשים מעל גיל 18

כבר מלאו לך 18?

קרינה קוסמית: אמת או מיתוס?

קרניים קוסמיות הן קרינה המופיעה במהלך פיצוץ סופרנובה, כמו גם כתוצאה מתגובות תרמו-גרעיניות בשמש. האופי השונה של מקור הקרניים משפיע גם על המאפיינים הבסיסיים שלהן. ניתן לחלק את הקרניים הקוסמיות החודרות מהחלל מחוץ למערכת השמש שלנו לשני סוגים – גלקטי ואינטרגלקטי. המין האחרון נותר הפחות נחקר, שכן ריכוז הקרינה הראשונית בו הוא מינימלי. כלומר, לקרינה הבין-גלקטית אין חשיבות מיוחדת, שכן היא מנוטרלת לחלוטין באטמוספירה שלנו.

למרבה הצער, ניתן לומר מעט על הקרניים המגיעות אלינו מהגלקסיה שלנו הנקראת שביל החלב. למרות העובדה שגודלו עולה על 10,000 שנות אור, כל שינוי בשדה הקרינה בקצה אחד של הגלקסיה יהדהד מיד בקצה השני.

הסכנות של קרינה מהחלל

קרינה קוסמית ישירה היא הרסנית לאורגניזם חי, ולכן השפעתה מסוכנת ביותר לבני אדם. למרבה המזל, כדור הארץ שלנו מוגן בצורה מהימנה מפני חייזרים בחלל אלה על ידי כיפת האטמוספירה צפופה. הוא משמש כהגנה מצוינת לכל החיים על פני כדור הארץ, מכיוון שהוא מנטרל קרינה קוסמית ישירה. אבל לא לגמרי. כאשר הוא מתנגש באוויר, הוא מתפרק לחלקיקים קטנים יותר של קרינה מייננת, שכל אחד מהם נכנס לתגובה אינדיבידואלית עם האטומים שלו. כך, קרינה עתירת אנרגיה מהחלל נחלשת ויוצרת קרינה משנית. במקביל, הוא מאבד את הקטלניות שלו - רמת הקרינה הופכת להיות בערך כמו בקרני רנטגן. אבל אל תיבהלו - הקרינה הזו נעלמת לחלוטין כשהיא עוברת באטמוספירה של כדור הארץ. יהיו מקורות הקרניים הקוסמיות אשר יהיו, וכל כוח שיש להן, הסכנה לאדם שנמצא על פני הפלנטה שלנו היא מינימלית. זה יכול רק לגרום נזק מוחשי לאסטרונאוטים. הם חשופים לקרינה קוסמית ישירה, שכן אין להם הגנה טבעית בצורת אטמוספירה.

האנרגיה המשתחררת על ידי קרניים קוסמיות משפיעה בעיקר על השדה המגנטי של כדור הארץ. חלקיקים מייננים טעונים ממש מפציצים אותו והופכים לגורם לתופעת האטמוספירה היפה ביותר - . אבל זה לא הכל - חלקיקים רדיואקטיביים, בשל טבעם, עלולים לגרום לתקלות במכשירי אלקטרוניקה שונים. ואם במאה האחרונה זה לא גרם לאי נוחות רבה, בזמננו זו בעיה רצינית מאוד, שכן ההיבטים החשובים ביותר של החיים המודרניים קשורים לחשמל.

בני אדם רגישים גם למבקרים אלה מהחלל, אם כי מנגנון הפעולה של קרניים קוסמיות הוא מאוד ספציפי. חלקיקים מיוננים (כלומר קרינה משנית) משפיעים על השדה המגנטי של כדור הארץ, ובכך גורמים לסערות באטמוספרה. כולם יודעים שגוף האדם מורכב ממים, הרגישים מאוד לתנודות מגנטיות. לפיכך, קרינה קוסמית משפיעה על מערכת הלב וכלי הדם וגורמת לבריאות לקויה אצל אנשים רגישים למזג האוויר. זה, כמובן, לא נעים, אבל בשום אופן לא קטלני.

מה מגן על כדור הארץ מקרינת השמש?

השמש היא כוכב, שבעומקו מתרחשות ללא הרף תגובות תרמו-גרעיניות שונות, המלוות בפליטות אנרגיה חזקות. חלקיקים טעונים אלו נקראים רוח סולארית ויש להם השפעה חזקה על כדור הארץ שלנו, או יותר נכון על השדה המגנטי שלו. זה עם זה כי חלקיקים מיוננים אינטראקציה, המהווים את הבסיס של רוח השמש.

על פי המחקר האחרון של מדענים מרחבי העולם, למעטפת הפלזמה של הפלנטה שלנו יש תפקיד מיוחד בניטרול רוח השמש. זה קורה באופן הבא: קרינת השמש מתנגשת בשדה המגנטי של כדור הארץ ומתפזרת. כאשר יש יותר מדי ממנו, מעטפת הפלזמה חוטפת את המכה, ומתרחש תהליך אינטראקציה הדומה לקצר חשמלי. התוצאה של מאבק כזה עשויה להיות סדקים במגן המגן. אבל הטבע סיפק גם זאת - זרמי פלזמה קרה עולים מעל פני כדור הארץ וממהרים למקומות עם הגנה מוחלשת. לפיכך, השדה המגנטי של הפלנטה שלנו משקף את ההשפעה מהחלל.

אבל כדאי לציין את העובדה שקרינת השמש, בניגוד לקרינה קוסמית, עדיין מגיעה לכדור הארץ. יחד עם זאת, אתה לא צריך לדאוג לשווא, כי בעצם זו האנרגיה של השמש, אשר אמורה ליפול על פני השטח של כוכב הלכת שלנו במצב מפוזר. לפיכך, הוא מחמם את פני כדור הארץ ועוזר לפתח עליו חיים. לפיכך, כדאי להבחין בבירור בין סוגים שונים של קרינה, מכיוון שלחלקם לא רק אין השפעה שלילית, אלא גם נחוצים לתפקוד תקין של אורגניזמים חיים.

עם זאת, לא כל החומרים על פני כדור הארץ רגישים באותה מידה לקרינת השמש. יש משטחים שסופגים אותו יותר מאחרים. אלה הם, ככלל, משטחים בסיסיים עם רמה מינימלית של אלבדו (היכולת לשקף קרינת שמש) - אדמה, יער, חול.

לפיכך, הטמפרטורה על פני כדור הארץ, כמו גם אורך שעות האור, תלויים ישירות בכמות קרינת השמש שנספגת באטמוספירה. אני רוצה לומר שעיקר האנרגיה עדיין מגיע לפני השטח של כוכב הלכת שלנו, מכיוון שמעטפת האוויר של כדור הארץ משמשת מחסום רק עבור קרני הספקטרום האינפרא אדום. אבל קרני UV מנוטרלות רק באופן חלקי, מה שמוביל לכמה בעיות עור בבני אדם ובעלי חיים.

השפעת קרינת השמש על גוף האדם

כאשר נחשפים לקרני הספקטרום האינפרא אדום של קרינת השמש, השפעה תרמית מתבטאת בבירור. זה מקדם הרחבת כלי דם, גירוי של מערכת הלב וכלי הדם, ומפעיל את הנשימה העורית. כתוצאה מכך, המערכות העיקריות של הגוף נרגעות, וייצור האנדורפינים (הורמוני האושר), בעלי השפעה משככת כאבים ואנטי דלקתית, עולה. חום משפיע גם על תהליכים מטבוליים, מפעיל את חילוף החומרים.

לקרינת האור מקרינת השמש השפעה פוטוכימית משמעותית, המפעילה תהליכים חשובים ברקמות. סוג זה של קרינת שמש מאפשר לאדם להשתמש באחת ממערכות המגע החשובות בעולם החיצוני – הראייה. על הקוואנטות האלה אנחנו צריכים להיות אסירי תודה על העובדה שאנחנו רואים הכל בצבע.

גורמי השפעה חשובים

קרינת השמש של ספקטרום האינפרא אדום גם מגרה את פעילות המוח ואחראית לבריאות הנפשית של האדם. חשוב גם שסוג מסוים של אנרגיה סולארית ישפיע על המקצבים הביולוגיים שלנו, כלומר על שלבי הפעילות הפעילה והשינה.

ללא חלקיקי אור, תהליכים חיוניים רבים יהיו בסיכון, שעלולים להוביל להתפתחות של מחלות שונות, כולל נדודי שינה ודיכאון. כמו כן, עם מגע מינימלי עם קרינת אור השמש, יכולתו של האדם לעבוד מופחתת משמעותית, ורוב התהליכים בגוף מואטים.

קרינת UV שימושית למדי עבור הגוף שלנו, שכן היא גם מעוררת תהליכים אימונולוגיים, כלומר, היא מגרה את ההגנה של הגוף. הוא נחוץ גם לייצור פורפיריט, אנלוגי של כלורופיל צמחי בעור שלנו. עם זאת, עודף קרני UV עלול לגרום לכוויות, ולכן חשוב מאוד לדעת כיצד להתגונן מפני כך נכון בתקופות של פעילות סולארית מקסימלית.

כפי שאתה יכול לראות, אין להכחיש את היתרונות של קרינת השמש עבור הגוף שלנו. אנשים רבים חוששים מאוד האם מזון סופג קרינה מסוג זה והאם מסוכן לאכול מזון מזוהם. אני חוזר - לאנרגיה סולארית אין שום קשר לקרינה קוסמית או אטומית, כלומר אין צורך לפחד ממנה. וזה יהיה חסר טעם להימנע מזה... אף אחד עדיין לא חיפש דרך לברוח מהשמש.

סמוך לכדור הארץ השדה המגנטי שלו ממשיך להגן עליו - גם אם נחלש וללא עזרת אטמוספירה מרובת קילומטרים. כאשר טסים ליד הקטבים, היכן שהשדה קטן, האסטרונאוטים יושבים בחדר מוגן במיוחד. אבל להגנה מפני קרינה במהלך טיסה למאדים אין עדיין פתרון טכני מספק.

החלטתי להוסיף לתשובה המקורית משתי סיבות:

1. במקום אחד הוא מכיל משפט שגוי ואינו מכיל משפט נכון
2. רק לשם השלמות (מרכאות)

1. בהערות, סוזנה מתחה ביקורתהתשובה נכונה במידה רבה.

השדה נחלש מעל הקטבים המגנטיים של כדור הארץ, כפי שציינתי. כן, סוזנה צודקת שהוא גדול במיוחד ב-POLES (דמיינו את קווי הכוח: הם מתאספים בדיוק בקטבים). אבל בגובה מעל הקטבים הוא חלש יותר מאשר במקומות אחרים - מאותה סיבה (תארו לעצמכם את אותם קווי כוח: הם ירדו - לכיוון הקטבים, ובחלק העליון כמעט ולא נשארו כאלה). נראה שהתחום שוכך.

אבל סוזן צודקת בזה קוסמונאוטים של EMERCOM אינם תופסים מחסה בחדר מיוחד בשל אזורי הקוטב: הזיכרון שלי כשל בי.

אבל בכל זאת יש מקום שבו ננקטים צעדים מיוחדים(בלבלתי את זה עם אזורי הקוטב). זה - על אנומליה מגנטית בדרום האוקיינוס ​​האטלנטי. שם השדה המגנטי "צונח" עד כדי כך שחגורת הקרינה ו יש צורך לנקוט באמצעים מיוחדים ללא התלקחויות שמש. לא הצלחתי למצוא במהירות ציטוט על אמצעים מיוחדים שלא קשורים לפעילות סולארית, אבל קראתי עליהם איפשהו.

וכמובן, ראוי להזכיר את ההבזקים עצמם: הם גם מוצאים מהם מחסה בחדר המוגן ביותר, ולא מסתובבים בכל התחנה בזמן הזה.

כל התלקחויות השמש מנוטרות בקפידה ומידע עליהן נשלח למרכז הבקרה. בתקופות כאלה, הקוסמונאוטים מפסיקים לעבוד ומוצאים מחסה בתאים המוגנים ביותר של התחנה. מקטעים מוגנים כאלה הם תאי ה-ISS שליד מיכלי המים. מים שומרים על חלקיקים משניים - נויטרונים, ומינון הקרינה נספג בצורה יעילה יותר.

2. רק הצעות מחיר ומידע נוסף

כמה ציטוטים להלן מזכירים מינון ב-Sieverts (Sv). להתמצאות, מספר מספרים והשפעות סבירות מהטבלה

0-0.25 Sv. אין השפעה מלבד שינויים קלים בדם

0.25-1 Sv. מחלות קרינה מ-5-10% מהאנשים החשופים

7 Sv ~100% הרוגים

המינון היומי ב-ISS הוא כ-1 mSv (ראה להלן). אֶמְצָעִי, אתה יכול לטוס כ-200 ימים ללא סיכון רב. חשוב גם באיזה פרק זמן נלקח אותה מנה: מינון שנלקח בזמן קצר מסוכן הרבה יותר ממי שנלקח לאורך תקופה ארוכה. אורגניזם אינו אובייקט פסיבי שפשוט "צובר" פגמי קרינה: יש לו גם מנגנוני "תיקון" והם בדרך כלל מתמודדים עם מינונים קטנים שנצברים בהדרגה.

בהיעדר שכבת האטמוספירה המאסיבית המקיפה אנשים על פני כדור הארץ, האסטרונאוטים ב-ISS חשופים לקרינה חזקה יותר מזרמים קבועים של קרניים קוסמיות. אנשי הצוות מקבלים מנת קרינה של כמיליזיוורט ליום, השווה בערך לחשיפה לקרינה של אדם על פני כדור הארץ בשנה. זה מוביל לסיכון מוגבר לפתח גידולים ממאירים אצל אסטרונאוטים, כמו גם למערכת חיסונית מוחלשת.

כפי שמראים נתונים שנאספו על ידי נאס"א ומומחים מרוסיה ואוסטריה, אסטרונאוטים ב-ISS מקבלים מנה יומית של 1 מיליסיוורט. על כדור הארץ אי אפשר להשיג מנת קרינה כזו בכל מקום בשנה שלמה.

עם זאת, רמה זו עדיין נסבלת יחסית. עם זאת, יש לזכור שתחנות החלל הקרובות לכדור הארץ מוגנות על ידי השדה המגנטי של כדור הארץ.

מעבר לגבולותיה, הקרינה תגדל פעמים רבות, ולכן משלחות לחלל העמוק יהיו בלתי אפשריות.

קרינה בבנייני המגורים והמעבדות של ה-ISS ומיר נוצרה כתוצאה מהפצצת חיפוי האלומיניום של התחנה על ידי קרניים קוסמיות. יונים מהירים וכבדים הפילו כמות נכבדת של נויטרונים מהמעטפת.

נכון לעכשיו, אי אפשר לספק 100% הגנה מקרינה על חלליות. ליתר דיוק, זה אפשרי, אבל על חשבון גידול יותר ממשמעותי במסה, אבל זה בדיוק מה שלא מקובל

בנוסף לאטמוספירה שלנו, השדה המגנטי של כדור הארץ הוא הגנה מפני קרינה. חגורת הקרינה הראשונה של כדור הארץ ממוקמת בגובה של כ-600-700 ק"מ. התחנה טסה כעת בגובה של כ-400 ק"מ, שזה נמוך משמעותית... הגנה מפני קרינה בחלל היא (גם - עורכת) גוף של ספינה או תחנה. ככל שקירות המארז עבים יותר, כך ההגנה גדולה יותר. כמובן, הקירות לא יכולים להיות עבים לאין שיעור, כי יש מגבלות משקל.

הרמה המייננת, רמת הרקע של הקרינה בתחנת החלל הבינלאומית גבוהה יותר מאשר בכדור הארץ (כפי 200 – עורך), מה שהופך אסטרונאוט לרגיש יותר לקרינה מייננת מאשר נציגי תעשיות מסוכנות לקרינה באופן מסורתי, כמו אנרגיה גרעינית. ואבחון רנטגן.

מלבד מדי דוסימטרים בודדים לאסטרונאוטים, יש בתחנה גם מערכת ניטור קרינה. ... חיישן אחד ממוקם בתאי הצוות וחיישן אחד בתאי העבודה בקוטר הקטן והגדול. המערכת פועלת באופן אוטונומי 24 שעות ביממה. ... לפיכך, לכדור הארץ יש מידע על מצב הקרינה הנוכחי בתחנה. מערכת ניטור הקרינה מסוגלת להוציא אות אזהרה "בדוק את הקרינה!" אם זה היה קורה, אז בקונסולת מערכת האזעקה היינו רואים באנר נדלק עם אות צליל נלווה. במהלך כל קיומה של תחנת החלל הבינלאומית, לא היו מקרים כאלה.

ב...אזור דרום האוקיינוס ​​האטלנטי... חגורות קרינה "נשורות" מעל כדור הארץ עקב קיומה של אנומליה מגנטית עמוק מתחת לכדור הארץ. נראה שספינות חלל שטסות מעל כדור הארץ "פוגעות" בחגורות הקרינה לזמן קצר מאוד... במסלולים העוברים באזור האנומליה. במסלולים אחרים, אין שטפי קרינה ואינם גורמים לצרות למשתתפי משלחת החלל.

האנומליה המגנטית באזור דרום האוקיינוס ​​האטלנטי אינה "מכת הקרינה" היחידה עבור אסטרונאוטים. התלקחויות שמש, שלעתים יוצרות חלקיקים אנרגטיים מאוד... עלולות ליצור קשיים גדולים לטיסות אסטרונאוטים. איזו מינון קרינה אסטרונאוט יכול לקבל במקרה של הגעת חלקיקי שמש לכדור הארץ היא במידה רבה עניין של מקרה. ערך זה נקבע בעיקר על ידי שני גורמים: מידת העיוות של השדה המגנטי הדיפול של כדור הארץ במהלך סערות מגנטיות ופרמטרי מסלול החללית במהלך אירוע שמש. ... הצוות עשוי להיות בר מזל אם המסלולים בזמן פלישת ה-SCR לא יעברו באזורים מסוכנים בקו רוחב גבוה.

אחת מההתפרצויות הפרוטונים החזקות ביותר - סופת קרינה של התפרצויות שמש, שגרמה לסופת קרינה ליד כדור הארץ, התרחשה ממש לאחרונה - ב-20 בינואר 2005. התפרצות שמש בעוצמה דומה התרחשה לפני 16 שנים, באוקטובר 1989. רבים פרוטונים עם אנרגיות העולה על מאות MeV, הגיעו למגנטוספירה של כדור הארץ. אגב, פרוטונים כאלה מסוגלים להתגבר על הגנה שווה ערך לכ-11 סנטימטרים של מים. חליפת החלל של האסטרונאוט דקה יותר. ביולוגים מאמינים שאם בזמן הזה האסטרונאוטים היו מחוץ לתחנת החלל הבינלאומית, אז, כמובן, השפעות הקרינה ישפיעו על בריאותם של האסטרונאוטים. אבל הם היו בתוכה. המיגון של ה-ISS גדול מספיק כדי להגן על הצוות מפני ההשפעות השליליות של קרינה במקרים רבים. זה היה המקרה במהלך האירוע הזה. כפי שהראו מדידות באמצעות מדדי קרינה, מינון הקרינה ש"נלכדה" על ידי האסטרונאוטים לא עלה על המינון שאדם מקבל במהלך בדיקת רנטגן רגילה. הקוסמונאוטים של ISS קיבלו 0.01 Gy או ~ 0.01 Sievert... נכון, מינונים קטנים כאלה נובעים גם מהעובדה שכפי שנכתב קודם לכן, התחנה הייתה על מסלולים "מוגנים מגנטית", מה שאולי לא תמיד יקרה.

ניל ארמסטרונג (האסטרונאוט הראשון שהלך על הירח) דיווח לכדור הארץ על התחושות החריגות שלו במהלך הטיסה: לפעמים הוא ראה הבזקים בהירים בעיניו. לפעמים התדירות שלהם הגיעה לכמאה ביום... מדענים... הגיעו למסקנה שהקרניים הקוסמיות הגלקטיות אחראיות לכך. חלקיקים עתירי אנרגיה אלו הם שחודרים לגלגל העין וגורמים לזוהר צ'רנקוב בעת אינטראקציה עם החומר המרכיב את העין. כתוצאה מכך, האסטרונאוט רואה הבזק בהיר. האינטראקציה היעילה ביותר עם החומר אינה פרוטונים, אשר קרניים קוסמיות מכילות יותר מכל החלקיקים האחרים, אלא חלקיקים כבדים - פחמן, חמצן, ברזל. חלקיקים אלה, בעלי מסה גדולה, מאבדים משמעותית יותר מהאנרגיה שלהם ליחידת נתיב שעברה מאשר עמיתיהם הקלים יותר. הם אחראים על יצירת זוהר צ'רנקוב וגירוי הרשתית - הקרום הרגיש של העין.

במהלך טיסות לחלל למרחקים ארוכים, גובר תפקידן של הקרניים הקוסמיות הגלקטיות והשמש כגורמים המסוכנים לקרינה. ההערכה היא שבמהלך טיסה למאדים מדובר ב-GCR שהופכים למפגע הקרינה העיקרי. הטיסה למאדים נמשכת כ-6 חודשים, ומינון הקרינה האינטגרלי - הכולל - מה-GCR וה-SCR בתקופה זו גבוה פי כמה ממנת הקרינה ב-ISS באותו זמן. לכן, הסיכון להשלכות קרינה הקשורות למשימות חלל למרחקים ארוכים עולה באופן משמעותי. לפיכך, במהלך שנת טיסה למאדים, המינון הנקלט הקשור ל-GCR יהיה 0.2-0.3 Sv (ללא הגנה). ניתן להשוות אותו למינון של אחת מההתלקחויות העוצמתיות ביותר של המאה הקודמת - אוגוסט 1972. במהלך אירוע זה הוא היה פחות פי כמה: ~0.05 Sv.

ניתן להעריך ולחזות את סכנת הקרינה שנוצרה על ידי GCR. שפע של חומר הצטבר כעת על הווריאציות הזמניות של GCR הקשורות למחזור השמש. זה איפשר ליצור מודל שעל בסיסו ניתן לחזות את שטף ה-GCR לכל פרק זמן שצוין מראש.

המצב עם SCL הרבה יותר מסובך. התלקחויות שמש מתרחשות באופן אקראי ואפילו לא ברור שאירועי שמש רבי עוצמה מתרחשים בשנים הקרובות בהכרח לפעילות מרבית. לפחות, הניסיון של השנים האחרונות מראה שהם מתרחשים גם בתקופות של רגיעה.

פרוטונים מהתלקחויות שמש מהווים איום ממשי על צוותי החלל במשימות למרחקים ארוכים. אם ניקח שוב את ההתלקחות של אוגוסט 1972 כדוגמה, ניתן להראות, על ידי חישוב מחדש של שטפי הפרוטונים הסולאריים למינון הקרינה, ש-10 שעות לאחר תחילת האירוע, היא חרגה מהערך הקטלני עבור צוות החללית אם הם היו מחוץ לספינה על מאדים או, נניח, על הירח.

כאן ראוי להיזכר בטיסות אפולו האמריקאיות לירח בסוף שנות ה-60 ותחילת שנות ה-70. ב-1972, באוגוסט, הייתה התלקחות סולארית באותה עוצמה כמו באוקטובר 1989. אפולו 16 נחתה לאחר מסעה הירחי באפריל 1972, והאחר, אפולו 17, שוגר בדצמבר. צוות בר מזל של אפולו 16? בהחלט כן. חישובים מראים שאם האסטרונאוטים של אפולו היו על הירח באוגוסט 1972, הם היו נחשפים למינון קרינה של ~4 Sv. זה הרבה לחסוך. אלא אם כן... אלא אם חזר במהירות לכדור הארץ לטיפול חירום. אפשרות נוספת היא ללכת לתא מודול הירח של אפולו. כאן מינון הקרינה יופחת פי 10. לשם השוואה, נניח שההגנה של ה-ISS עבה פי 3 מהמודול הירחי של אפולו.

בגבהים של תחנות מסלול (~400 ק"מ), מינוני הקרינה עולים על הערכים שנצפו על פני כדור הארץ פי ~200! בעיקר בגלל חלקיקים מחגורות קרינה.

ידוע שכמה מסלולים של מטוסים בין-יבשתיים עוברים ליד אזור הקוטב הצפוני. אזור זה הכי פחות מוגן מפני פלישת חלקיקים אנרגטיים ולכן במהלך התלקחויות שמש גוברת הסכנה לחשיפה לקרינה לצוות ולנוסעים. התלקחויות שמש מגדילות את מינון הקרינה בגבהי טיסה של מטוסים פי 20-30.

לאחרונה, כמה צוותי חברות התעופה התבשרו כי החלה חדירת חלקיקים סולאריים. אחת מההתפרצויות השמש החזקות האחרונות, שהתרחשה בנובמבר 2003, אילצה את צוות הדלתא בטיסה בשיקגו-הונג קונג להפסיק את הנתיב: לטוס ליעדם במסלול קו רוחב נמוך יותר.

כדור הארץ מוגן מקרינה קוסמית על ידי האטמוספירה והשדה המגנטי. במסלול, קרינת הרקע גדולה פי מאות מאשר על פני כדור הארץ. מדי יום, אסטרונאוט מקבל מנת קרינה של 0.3-0.8 מיליזיוורט - בערך פי חמישה יותר מצילום חזה. בעבודה בחלל החיצון, החשיפה לקרינה גבוהה אף יותר. וברגעים של התלקחויות שמש חזקות, אתה יכול להגיע לנורמה של 50 יום ביום אחד בתחנה. חס וחלילה תעבדו מעל הסיפון בזמן כזה - ביציאה אחת תוכלו לבחור את המינון המותר לכל הקריירה שלכם, שהוא 1000 מיליסיוורט. בתנאים רגילים זה היה נמשך ארבע שנים - אף אחד לא טס כל כך הרבה לפני כן. יתרה מכך, הנזק לבריאות מחשיפה בודדת כזו יהיה גבוה משמעותית מאשר מחשיפה הנמשכת על פני שנים.

עם זאת, מסלולי כדור הארץ הנמוכים עדיין בטוחים יחסית. השדה המגנטי של כדור הארץ לוכד חלקיקים טעונים מרוח השמש, ויוצרים חגורות קרינה. הם מעוצבים כמו סופגנייה רחבה, המקיפה את כדור הארץ בקו המשווה בגובה של 1,000 עד 50,000 קילומטרים. צפיפות החלקיקים המרבית מושגת בגבהים של כ-4,000 ו-16,000 קילומטרים. כל עיכוב ממושך של ספינה בחגורות הקרינה מהווה איום רציני על חיי הצוות. כשהם חוצים אותם בדרך לירח, הסתכנו אסטרונאוטים אמריקאים בקבלת מנה של 10-20 מיליזיוורט תוך שעות ספורות - זהה לחודש עבודה במסלול.

בטיסות בין-כוכביות, נושא ההגנה מפני קרינה של הצוות חריף עוד יותר. כדור הארץ מסנן מחצית מהקרניים הקוסמיות הקשות, והמגנטוספירה שלו חוסמת כמעט לחלוטין את זרימת רוח השמש. בחלל החיצון, ללא אמצעי הגנה נוספים, החשיפה לקרינה תגדל בסדר גודל. הרעיון של הסטת חלקיקים קוסמיים עם שדות מגנטיים חזקים נדון לפעמים, אך בפועל שום דבר מלבד מיגון טרם הושג. חלקיקי קרינה קוסמית נספגים היטב בדלק רקטי, מה שמציע להשתמש במיכלים מלאים כהגנה מפני קרינה מסוכנת.

השדה המגנטי בקטבים אינו קטן, אלא להיפך, גדול. הוא פשוט מופנה לשם כמעט רדיאלית לכיוון כדור הארץ, מה שמוביל לעובדה שחלקיקי רוח שמש הנלכדים בשדות מגנטיים בחגורות הקרינה, בתנאים מסוימים, נעים (משקעים) לכיוון כדור הארץ בקטבים, וגורמים לאאורורות. זה לא מהווה סכנה לאסטרונאוטים מכיוון שמסלול ה-ISS עובר קרוב יותר לאזור המשווה. הסכנה נשקפת מהתלקחויות שמש חזקות בדרגות M ו-X עם פליטות עטרה של חומר (בעיקר פרוטונים) המכוונות לכדור הארץ. במקרה זה, האסטרונאוטים משתמשים באמצעי הגנה נוספים מקרינה.

תְשׁוּבָה

ציטוט: "... האינטראקציה היעילה ביותר עם חומר אינה פרוטונים, אשר קרניים קוסמיות מכילות יותר מכל החלקיקים האחרים, אלא חלקיקים כבדים - פחמן, חמצן, ברזל...."

אנא הסבירו לבורים - מאיפה הגיעו חלקיקי הפחמן, החמצן, הברזל ברוח השמש (קרניים קוסמיות, כפי שאתה כותב) ואיך הם יכולים להיכנס לחומר ממנו עשויה העין - דרך חליפת חלל?

תְשׁוּבָה

עוד 2 תגובות

תן לי להסביר... אור השמש הוא פוטונים(כולל קרני גמא וקרני רנטגן, החודרות קרינה).

יש עוד רוח סולארית. חלקיקים. לדוגמה, אלקטרונים, יונים, גרעיני אטום שעפים מהשמש ואליה. יש שם מעט גרעינים כבדים (כבדים יותר מהליום), כי יש מעט מהם בשמש עצמה. אבל יש הרבה חלקיקי אלפא (גרעיני הליום). ובאופן עקרוני, כל ליבה קלה יותר ממגהץ יכולה להגיע (השאלה היחידה היא מספר המגיעים). סינתזה של ברזל על השמש (במיוחד מחוצה לה) אינה מרחיקה לכת מברזל. לכן, רק ברזל ומשהו קל יותר (אותו פחמן, למשל) יכולים להגיע מהשמש.

קרניים קוסמיות במובן הצר- זה במיוחד חלקיקים טעונים במהירות גבוהה(ולא טעון, עם זאת, גם), מגיע מחוץ למערכת השמש (בעיקר). וגם - קרינה חודרת משם(לעיתים זה נחשב בנפרד, מבלי להיכלל בין ה"קרניים").

בין שאר החלקיקים, קרניים קוסמיות מכילים גרעינים של כל אטום(כמובן בכמויות שונות). עַל כֹּל פָּנִים גרעינים כבדים, פעם בחומר, מייננים את כל הנקרה בדרכם(וגם - בצד: יש יינון משני - כבר על ידי מה שנדפק לאורך הכביש). ואם יש להם מהירות גבוהה (ואנרגיה קינטית), אז הגרעינים יהיו עסוקים בפעילות זו (מעוף דרך החומר והיינון שלו) במשך זמן רב ולא יפסיקו בקרוב. בהתאמה, יטוס דרך כל דבר ולא יסטה מהנתיב- עד שהם מוציאים כמעט את כל האנרגיה הקינטית. גם אם הם נתקלים ישירות בכדור תותח אחר (וזה קורה לעתים רחוקות), הם יכולים פשוט לזרוק אותו הצידה, כמעט מבלי לשנות את כיוון התנועה שלהם. או לא הצידה, אלא יטוס עוד בכיוון אחד פחות או יותר.

תארו לעצמכם מכונית שהתנגשה באחרת במלוא המהירות. האם הוא יפסיק? ותארו לעצמכם שמהירותו היא אלפים רבים של קילומטרים לשעה (אפילו טוב יותר - לשנייה!), וחוזקו מאפשר לו לעמוד בכל מכה. זו הליבה מהחלל.

קרניים קוסמיות במובן הרחב- אלו הן קרניים קוסמיות בצורה צרה, בתוספת רוח השמש וקרינה חודרת מהשמש. (טוב, או בלי קרינה חודרת, אם זה נחשב בנפרד).

רוח השמש היא זרם של חלקיקים מיוננים (בעיקר פלזמה הליום-מימן) הזורם מהקורונה הסולארית במהירות של 300-1200 קמ"ש אל החלל החיצון שמסביב. זהו אחד המרכיבים העיקריים של המדיום הבין-פלנטרי.

תופעות טבע רבות קשורות לרוח השמש, לרבות תופעות מזג אוויר בחלל כמו סופות מגנטיות ואוררות.

המושגים "רוח שמש" (זרם של חלקיקים מיוננים הנוסע מהשמש לכדור הארץ תוך 2-3 ימים) ו"אור שמש" (זרם של פוטונים הנוסע מהשמש לכדור הארץ בממוצע של 8 דקות 17 שניות) לא צריך להתבלבל.

בגלל רוח השמש, השמש מאבדת כמיליון טונות של חומר בכל שנייה. רוח השמש מורכבת בעיקר מאלקטרונים, פרוטונים וגרעיני הליום (חלקיקי אלפא); הגרעינים של יסודות אחרים וחלקיקים לא מיוננים (ניטרליים מבחינה חשמלית) כלולים בכמויות קטנות מאוד.

למרות שרוח השמש מגיעה מהשכבה החיצונית של השמש, היא אינה משקפת את הרכב היסודות בשכבה זו, שכן כתוצאה מתהליכי התמיינות השפע של חלק מהיסודות עולה וחלק פוחת (אפקט FIP).

קרניים קוסמיות הן חלקיקים יסודיים וגרעיני אטום הנעים באנרגיות גבוהות בחלל החיצון[

סיווג לפי מקור הקרניים הקוסמיות:

• מחוץ לגלקסיה שלנו
• בגלקסיה
• בשמש
• במרחב הבין-פלנטרי

קרניים חוץ-גלקטיות וגלקטיות נקראות בדרך כלל ראשוניות. זרימות משניות של חלקיקים העוברות והופכות באטמוספירה של כדור הארץ נקראות בדרך כלל משניות.

קרניים קוסמיות הן מרכיב של קרינה טבעית (קרינת רקע) על פני כדור הארץ ובאטמוספירה.

ספקטרום האנרגיה של הקרניים הקוסמיות מורכב מ-43% מהאנרגיה של פרוטונים, עוד 23% מהאנרגיה של הליום (חלקיקי אלפא) ו-34% מהאנרגיה המועברת על ידי חלקיקים אחרים.

לפי מספר החלקיקים, הקרניים הקוסמיות הן 92% פרוטונים, 6% גרעיני הליום, כ-1% יסודות כבדים יותר וכ-1% אלקטרונים.

באופן מסורתי, חלקיקים הנצפים בקרניים קוסמיות מחולקים לקבוצות הבאות... בהתאמה, פרוטונים, חלקיקי אלפא, קלים, בינוניים, כבדים וסופר-כבדים... תכונה של ההרכב הכימי של קרינה קוסמית ראשונית היא הגבוהה באופן חריג (כמה אלפים פעמים) תכולת גרעיני הקבוצה L (ליתיום, בריליום, בורון) בהשוואה להרכב הכוכבים והגז הבין-כוכבי. תופעה זו מוסברת על ידי העובדה שמנגנון היצירה של חלקיקים קוסמיים מאיץ בעיקר גרעינים כבדים, אשר, כאשר הם מקיימים אינטראקציה עם פרוטונים של המדיום הבין-כוכבי, מתפרקים לגרעינים קלים יותר.

תְשׁוּבָה

הֶעָרָה

כפי שכבר הוזכר, ברגע שהאמריקאים החלו בתוכנית החלל שלהם, המדען שלהם ג'יימס ואן אלן גילה תגלית חשובה למדי. הלוויין המלאכותי האמריקאי הראשון שהם שיגרו למסלול היה קטן בהרבה מזה הסובייטי, אבל ואן אלן חשב לצרף אליו מונה גייגר. כך, מה שבא לידי ביטוי בסוף המאה ה-19 אושר רשמית. המדען המצטיין ניקולה טסלה שיער שכדור הארץ מוקף בחגורת קרינה עזה.

תצלום של כדור הארץ מאת האסטרונאוט וויליאם אנדרס

במהלך משימת אפולו 8 (ארכיון נאס"א)

עם זאת, טסלה נחשב לתמהוני גדול, ואפילו למשוגע על ידי המדע האקדמי, ולכן ההשערות שלו לגבי המטען החשמלי העצום שנוצר על ידי השמש נגנזו לזמן רב, והמונח "רוח שמש" לא גרם לשום דבר מלבד חיוכים . אבל הודות לוואן אלן, התיאוריות של טסלה קמו לתחייה. ביוזמתו של ואן אלן ומספר חוקרים נוספים, נקבע כי חגורות קרינה בחלל מתחילות ב-800 ק"מ מעל פני כדור הארץ ומתארכות עד ל-24,000 ק"מ. מכיוון שרמת הקרינה שם פחות או יותר קבועה, הקרינה הנכנסת צריכה להיות שווה בערך לקרינה היוצאת. אחרת, זה היה מצטבר עד שהוא "אפה" את כדור הארץ, כמו בתנור, או שהוא יתייבש. בהזדמנות זו כתב ואן אלן: "ניתן להשוות את חגורות הקרינה לכלי דולף, שמתחדש כל הזמן מהשמש וזורם לאטמוספירה. חלק גדול מחלקיקי השמש מציף את הכלי ומתיז החוצה, במיוחד באזורי הקוטב, מה שמוביל לאורות קוטב, סופות מגנטיות ותופעות דומות אחרות".

קרינה מחגורות ואן אלן תלויה ברוח השמש. בנוסף, נראה שהם ממקדים או מרכזים את הקרינה הזו בתוכם. אבל מכיוון שהם יכולים לרכז רק בעצמם את מה שהגיע ישירות מהשמש, נותרה עוד שאלה פתוחה: כמה קרינה יש בשאר הקוסמוס?

מסלולים של חלקיקים אטמוספריים באקסוספירה(dic.academic.ru)

לירח אין חגורות ואן אלן. גם אין לה אווירה מגוננת. הוא פתוח לכל רוחות השמש. אם התלקחות סולארית חזקה הייתה מתרחשת במהלך מסע הירח, זרימה אדירה של קרינה הייתה שורפת הן את הקפסולות והן את האסטרונאוטים בחלק של פני הירח שבו בילו את יומם. הקרינה הזו לא רק מסוכנת - היא קטלנית!

בשנת 1963, מדענים סובייטים אמרו לאסטרונום הבריטי הנודע ברנרד לאבל שהם לא יודעים על דרך להגן על אסטרונאוטים מההשפעות הקטלניות של קרינה קוסמית. פירוש הדבר שאפילו פגזי המתכת העבים בהרבה של המכשירים הרוסיים לא יכלו להתמודד עם הקרינה. כיצד יכולה המתכת הדקה ביותר (כמעט כמו נייר כסף) המשמשת בקפסולות אמריקאיות להגן על אסטרונאוטים? נאס"א ידעה שזה בלתי אפשרי. קופי החלל מתו פחות מ-10 ימים לאחר שחזרו, אבל נאס"א מעולם לא סיפרה לנו את הסיבה האמיתית למותם.

קוף-אסטרונאוט (ארכיון RGANT)

רוב האנשים, גם בעלי ידע בחלל, אינם מודעים לקיומה של קרינה קטלנית החודרת למרחביו. למרבה הפלא (או אולי רק מסיבות שניתן לנחש), ב"אנציקלופדיה מאוירת לטכנולוגיית החלל" האמריקאית הביטוי "קרינה קוסמית" לא מופיע אפילו פעם אחת. ובאופן כללי, חוקרים אמריקאים (במיוחד אלו הקשורים לנאס"א) נמנעים מהנושא הזה במרחק של מייל.

בינתיים, לאבל, לאחר שדיבר עם עמיתים רוסים שהיו מודעים היטב לקרינה קוסמית, שלח את המידע שהיה לו למנהל נאס"א יו דריידן, אך הוא התעלם ממנו.

אחד האסטרונאוטים שביקרו לכאורה בירח, קולינס, הזכיר את הקרינה הקוסמית רק פעמיים בספרו:

"לפחות הירח היה הרבה מעבר לחגורות ואן אלן של כדור הארץ, מה שאומר מנה טובה של קרינה למי שהלך לשם ומינון קטלני למי שהתמהמה".

"לכן, חגורות הקרינה של ואן אלן המקיפות את כדור הארץ והאפשרות של התלקחויות שמש דורשות הבנה והכנה כדי להימנע מחשיפת הצוות למינוני קרינה מוגברים".

אז מה זה אומר "להבין ולהכין"? האם זה אומר שמעבר לחגורות ואן אלן, שאר החלל נקי מקרינה? או האם לנאס"א הייתה אסטרטגיה סודית להגנה מפני התלקחויות שמש לאחר קבלת ההחלטה הסופית על המשלחת?

נאס"א טענה שהיא יכולה פשוט לחזות התלקחויות שמש, ולכן שלחה אסטרונאוטים לירח כאשר לא צפויות התלקחויות וסכנת הקרינה להם הייתה מינימלית.

בזמן שארמסטרונג ואלדרין עשו עבודה בחלל החיצון

על פני הירח, מייקל קולינס

ממוקם במסלול (ארכיון נאס"א)

עם זאת, מומחים אחרים אומרים: "אפשר רק לחזות את התאריך המשוער של הקרינה המקסימלית העתידית ואת הצפיפות שלה".

הקוסמונאוט הסובייטי ליאונוב בכל זאת יצא לחלל החיצון ב-1966 - עם זאת, בחליפת עופרת כבדה במיוחד. אבל רק שלוש שנים מאוחר יותר, אסטרונאוטים אמריקאים קפצו על פני הירח, ולא בחליפות חלל סופר-כבדות, אלא להיפך! אולי במהלך השנים הצליחו מומחים מנאס"א למצוא סוג של חומר קל במיוחד שמגן בצורה מהימנה מפני קרינה?

עם זאת, חוקרים מגלים לפתע שלפחות אפולו 10, אפולו 11 ואפולו 12 יצאו לדרך בדיוק באותן תקופות שבהן מספר כתמי השמש והפעילות הסולארית המקבילה התקרבו למקסימום. המקסימום התיאורטי המקובל של מחזור שמש 20 נמשך מדצמבר 1968 עד דצמבר 1969. במהלך תקופה זו, משימות אפולו 8, אפולו 9, אפולו 10, אפולו 11 ואפולו 12 נעו כביכול אל מעבר לאזור ההגנה של חגורות ואן אלן ונכנסו לחלל הסיסלונרי.

מחקר נוסף של גרפים חודשיים הראה שהתלקחויות סולאריות בודדות הן תופעה אקראית, המתרחשת באופן ספונטני על פני מחזור של 11 שנים. קורה גם שבתקופה ה"נמוכה" של המחזור מתרחשת מספר רב של התפרצויות בפרק זמן קצר, ובתקופה ה"גבוהה" - מספר קטן מאוד. אבל מה שחשוב הוא שהתפרצויות חזקות מאוד יכולות להתרחש בכל עת של המחזור.

בתקופת אפולו בילו אסטרונאוטים אמריקאים בסך הכל כמעט 90 ימים בחלל. מכיוון שקרינה מהתלקחויות שמש בלתי צפויות מגיעה לכדור הארץ או לירח תוך פחות מ-15 דקות, הדרך היחידה להתגונן מפניה תהיה להשתמש במיכלי עופרת. אבל אם הכוח של הרקטה היה מספיק כדי להרים משקל עודף כזה, אז למה היה צורך לצאת לחלל בקפסולות זעירות (ממש 0.1 מ"מ של אלומיניום) בלחץ של 0.34 אטמוספרות?

זאת למרות שאפילו שכבה דקה של ציפוי מגן, המכונה "מילר", על פי צוות אפולו 11, התבררה כל כך כבדה עד שהיה צורך להסיר אותה בדחיפות ממודול הירח!

נראה שנאס"א בחרה בחורים מיוחדים למסעות ירח, אם כי מותאמים לנסיבות, יצוק לא מפלדה, אלא מעופרת. החוקר האמריקאי של הבעיה, ראלף רנה, לא התעצל לחשב באיזו תדירות כל אחת ממסעות הירח שהושלמו כביכול הייתה צריכה להיות מושפעת מפעילות השמש.

אגב, אחד העובדים הסמכותיים של נאס"א (פיזיקאי מובהק, אגב) ביל מודלין, בעבודתו "Prospects for Interstellar Travel", דיווח בכנות: "התלקחויות שמש יכולות לפלוט פרוטונים GeV באותו טווח אנרגיה כמו רוב החלקיקים הקוסמיים, אבל הרבה יותר אינטנסיבי. העלייה באנרגיה שלהם עם קרינה מוגברת מהווה סכנה מיוחדת, שכן פרוטוני GeV חודרים כמה מטרים של חומר... התלקחויות שמש (או כוכביות) עם פליטת פרוטונים הן סכנה חמורה מאוד המתרחשת מעת לעת בחלל הבין-פלנטרי, המספקת קרינה מינון של מאות אלפי רונטגנים בכמה שעות במרחק מהשמש לכדור הארץ. מינון זה קטלני וגבוה פי מיליוני מהמותר. מוות יכול להתרחש לאחר 500 רונטגנים בפרק זמן קצר".

כן, החבר'ה האמריקאים האמיצים נאלצו אז לזרוח גרוע יותר מיחידת הכוח הרביעית של צ'רנוביל. "חלקיקים קוסמיים מסוכנים, הם מגיעים מכל הכיוונים ודורשים מינימום של שני מטרים של מיגון צפוף סביב כל אורגניזמים חיים." אבל קפסולות החלל שנאס"א מדגימה עד היום היו בקוטר של קצת יותר מ-4 מ'. עם עובי הקירות שהומלץ על ידי מודלין, האסטרונאוטים, גם ללא כל ציוד, לא היו נכנסים אליהם, שלא לדבר על העובדה שלא היה מספיק דלק להרמת קפסולות כאלה. אבל, ברור, לא ההנהגה של נאס"א ולא האסטרונאוטים שהם שלחו לירח קראו את הספרים של עמיתם, ובהיותם לא מודעים לאושר, התגברו על כל הקוצים בדרך לכוכבים.

עם זאת, אולי נאס"א בעצם פיתחה עבורם סוג של חליפות חלל אמינות במיוחד, תוך שימוש בחומר קל במיוחד (כמובן, מסווג מאוד) המגן מפני קרינה? אבל למה זה לא שימש בשום מקום אחר, כמו שאומרים, למטרות שלום? ובכן, בסדר, הם לא רצו לעזור לברית המועצות עם צ'רנוביל: אחרי הכל, הפרסטרויקה עדיין לא התחילה. אבל, למשל, בשנת 1979, באותה ארה"ב, התרחשה תאונת יחידת כור גדולה בתחנת הכוח הגרעינית Three Mile Island, שהובילה להתמוטטות ליבת הכור. אז למה המפרקים האמריקאים לא השתמשו בחליפות חלל המבוססות על הטכנולוגיה המפורסמת של נאס"א, בעלות של לא פחות מ-7 מיליון דולר, כדי לחסל את פצצת הזמן האטומית הזו בשטחם?...