Nawet gdyby loty międzyplanetarne były rzeczywistością, naukowcy coraz częściej twierdzą, że z czysto biologicznego punktu widzenia na ludzkie ciało czyha coraz więcej niebezpieczeństw. Eksperci nazywają twarde promieniowanie kosmiczne jednym z głównych zagrożeń. Na innych planetach, np. na Marsie, promieniowanie to będzie takie, że znacznie przyspieszy rozwój choroby Alzheimera.

„Promieniowanie kosmiczne stanowi bardzo poważne zagrożenie dla przyszłych astronautów. Od dawna uznawano, że narażenie na promieniowanie kosmiczne może prowadzić do problemów zdrowotnych, takich jak rak” – mówi dr Kerry O'Banion, neurolog z University Medical Center w Rochester. Nasze eksperymenty wykazały również wiarygodnie, że promieniowanie twarde powoduje również przyspieszenie zmian w mózgu związanych z chorobą Alzheimera.”

Zdaniem naukowców cała przestrzeń kosmiczna jest dosłownie przesiąknięta promieniowaniem, a gruba atmosfera ziemska chroni przed nim naszą planetę. Uczestnicy krótkotrwałych lotów na ISS mogą już odczuć skutki promieniowania, choć formalnie znajdują się na niskiej orbicie, gdzie nadal działa kopuła ochronna ziemskiej grawitacji. Promieniowanie jest szczególnie aktywne w tych momentach, gdy na Słońcu pojawiają się rozbłyski, z następczą emisją cząstek promieniowania.

Naukowcy twierdzą, że NASA już blisko współpracuje nad różnymi podejściami związanymi z ochroną człowieka przed promieniowaniem kosmicznym. Agencja kosmiczna po raz pierwszy zaczęła finansować „badania nad promieniowaniem” 25 lat temu. Obecnie znaczna część inicjatyw w tym obszarze związana jest z badaniami nad ochroną przyszłych marsonautów przed ostrym promieniowaniem na Czerwonej Planecie, gdzie nie ma takiej kopuły atmosferycznej jak na Ziemi.

Już teraz eksperci twierdzą z bardzo dużym prawdopodobieństwem, że promieniowanie marsjańskie wywołuje raka. W pobliżu asteroid występuje jeszcze większe ilości promieniowania. Przypomnijmy, że NASA planuje misję na asteroidę z udziałem człowieka na rok 2021, a na Marsa nie później niż w roku 2035. Podróż na Marsa i z powrotem, obejmująca trochę czasu tam spędzonego, może zająć około trzech lat.

Jak podała NASA, obecnie udowodniono, że promieniowanie kosmiczne powoduje, oprócz nowotworów, choroby układu sercowo-naczyniowego, układu mięśniowo-szkieletowego i endokrynologicznego. Teraz eksperci z Rochester zidentyfikowali kolejny wektor zagrożenia: badania wykazały, że wysokie dawki promieniowania kosmicznego wywołują choroby związane z neurodegeneracją, w szczególności aktywują procesy przyczyniające się do rozwoju choroby Alzheimera. Eksperci badali także wpływ promieniowania kosmicznego na centralny układ nerwowy człowieka.

Na podstawie eksperymentów eksperci ustalili, że radioaktywne cząstki w kosmosie mają w swojej strukturze jądra atomów żelaza, które mają fenomenalną zdolność penetracji. Dlatego zaskakująco trudno się przed nimi obronić.

Na Ziemi badacze przeprowadzili symulacje promieniowania kosmicznego w amerykańskim Brookhaven National Laboratory na Long Island, gdzie znajduje się specjalny akcelerator cząstek. W drodze eksperymentów badacze określili ramy czasowe, w których choroba występuje i postępuje. Dotychczas jednak badacze prowadzili eksperymenty na myszach laboratoryjnych, poddając je działaniu dawek promieniowania porównywalnych z tymi, jakie otrzymaliby ludzie podczas lotu na Marsa. Po eksperymentach prawie wszystkie myszy doznały zaburzeń w funkcjonowaniu układu poznawczego mózgu. Odnotowano także zaburzenia w funkcjonowaniu układu sercowo-naczyniowego. W mózgu zidentyfikowano ogniska akumulacji beta-amyloidu, białka będącego pewnym sygnałem zbliżającej się choroby Alzheimera.

Naukowcy twierdzą, że nie wiedzą jeszcze, jak walczyć z promieniowaniem kosmicznym, ale są przekonani, że promieniowanie to czynnik, który zasługuje na najpoważniejszą uwagę podczas planowania przyszłych lotów kosmicznych.

Poniższy tekst należy traktować jako osobistą opinię autora. Nie ma żadnych tajnych informacji (ani dostępu do nich). Wszystko, co jest prezentowane, to fakty z otwartych źródeł i odrobina zdrowego rozsądku („analityka kanapowa”, jeśli wolisz).

Science fiction – wszystkie te blastery i ławki w przestrzeni kosmicznej w maleńkich jednomiejscowych myśliwcach – nauczyły ludzkość poważnie przeceniać życzliwość Wszechświata wobec ciepłych organizmów białkowych. Jest to szczególnie widoczne, gdy pisarze science fiction opisują podróże na inne planety. Niestety, eksploracja „prawdziwej przestrzeni” zamiast zwykłych kilkuset „kames” pod ochroną ziemskiego pola magnetycznego będzie przedsięwzięciem trudniejszym, niż wydawało się przeciętnemu człowiekowi jeszcze dekadę temu.

Oto moja główna uwaga. Klimat psychologiczny i konflikty w załodze to nie główne problemy, z jakimi borykają się ludzie organizujący załogowe loty na Marsa.

Główny problem człowieka podróżującego poza magnetosferę Ziemi- problem przez duże „P”.

Czym jest promieniowanie kosmiczne i dlaczego na Ziemi nie umieramy od niego

Promieniowanie jonizujące w przestrzeni kosmicznej (poza kilkoma setkami kilometrów przestrzeni bliskiej Ziemi, którą faktycznie opanował człowiek) składa się z dwóch części.

Promieniowanie ze Słońca. Jest to przede wszystkim „wiatr słoneczny” - strumień cząstek, który nieustannie „wydmuchuje” z gwiazdy we wszystkich kierunkach, co jest niezwykle dobre dla przyszłych żaglowców kosmicznych, ponieważ pozwoli im odpowiednio przyspieszyć przed podróżą poza Układ Słoneczny. Ale dla żywych istot główna część tego wiatru nie jest szczególnie użyteczna. To cudowne, że przed twardym promieniowaniem chroni nas gruba warstwa atmosfery, jonosfera (ta, w której znajdują się dziury ozonowe), a także potężne pole magnetyczne Ziemi.

Oprócz wiatru, który rozprasza się mniej więcej równomiernie, nasza gwiazda okresowo wystrzeliwuje także tzw. rozbłyski słoneczne. Te ostatnie to wyrzuty materii koronalnej ze Słońca. Są na tyle poważne, że od czasu do czasu prowadzą do problemów dla ludzi i technologii nawet na Ziemi, gdzie najlepsza zabawa, powtarzam, jest dobrze ekranowana.

Mamy więc atmosferę i pole magnetyczne planety. W już dość bliskiej przestrzeni, w odległości dziesięciu, dwóch tysięcy kilometrów od Ziemi, rozbłysk słoneczny (nawet słaby, tylko kilka Hiroszim), uderzając w statek, z pewnością bez najmniejszego prawdopodobieństwa unieruchomi jego żywe wypełnienie przetrwania. Dziś – przy obecnym poziomie rozwoju technologii i materiałów – nie mamy absolutnie nic, aby temu zapobiec. Z tego i tylko z tego powodu ludzkość będzie zmuszona odłożyć wielomiesięczną podróż na Marsa do czasu, aż choć częściowo rozwiążemy ten problem. Będziesz musiał to także zaplanować w okresach najspokojniejszego słońca i dużo modlić się do wszystkich technicznych bogów.

Promieniowanie kosmiczne. Te wszechobecne, nikczemne istoty niosą ze sobą ogromną ilość energii (więcej, niż LHC jest w stanie wpompować w cząstkę). Pochodzą z innych części naszej galaktyki. Dostając się do osłony ziemskiej atmosfery, taka wiązka oddziałuje ze swoimi atomami i rozpada się na dziesiątki cząstek mniej energetycznych, które kaskadą tworzą strumienie jeszcze mniej energetycznych (ale i niebezpiecznych), w wyniku czego cały ten blask rozlewają się w postaci deszczu radiacyjnego na powierzchnię planety. Około 15% promieniowania tła na Ziemi pochodzi od gości z kosmosu. Im wyżej mieszkasz nad poziomem morza, tym większą dawkę złapiesz w ciągu swojego życia. I to dzieje się przez całą dobę.

W ramach ćwiczenia szkolnego spróbuj wyobrazić sobie, co stanie się ze statkiem kosmicznym i jego „żywą zawartością”, jeśli zostaną bezpośrednio trafione taką wiązką gdzieś w przestrzeni kosmicznej. Przypomnę, że lot na Marsa zajmie kilka miesięcy, trzeba będzie do tego zbudować potężny statek, a prawdopodobieństwo opisanego powyżej „kontaktu” (a nawet więcej niż jednego) jest dość wysokie. Niestety podczas długich lotów z żywą załogą po prostu nie da się tego zignorować.

Co jeszcze?

Oprócz promieniowania, które dociera do Ziemi ze Słońca, istnieje również promieniowanie słoneczne, które magnetosfera planety odpycha, nie przepuszcza i, co najważniejsze, kumuluje*. Poznaj czytelników. To pas promieniowania Ziemi (ERB). Znany jest również jako pas Van Allena, jak nazywa się go za granicą. Astronauci będą musieli go pokonać, jak mówią, „na pełnych obrotach”, aby w ciągu zaledwie kilku godzin nie otrzymać śmiertelnej dawki promieniowania. Powtarzający się kontakt z tym pasem – jeśli wbrew zdrowemu rozsądkowi zdecydujemy się na powrót astronautów z Marsa na Ziemię – mógłby ich łatwo wykończyć.

*Znaczna część cząstek paska Van Allena osiąga niebezpieczną prędkość już w samym pasku. Oznacza to, że nie tylko chroni nas przed promieniowaniem z zewnątrz, ale także wzmacnia to nagromadzone promieniowanie.

Do tej pory rozmawialiśmy o przestrzeni kosmicznej. Nie możemy jednak zapominać, że Mars (w przeciwieństwie do Ziemi) prawie nie ma pola magnetycznego**, a atmosfera jest coraz rzadsza, dlatego ludzie będą narażeni na te negatywne czynniki nie tylko podczas lotu.

**OK, jest trochę- w pobliżu bieguna południowego.

Stąd wniosek. Przyszli koloniści najprawdopodobniej będą żyli nie na powierzchni planety (jak pokazano nam w epickim filmie „Misja na Marsa”), ale w jej głębi. pod tym.

Co powinienem zrobić?

Przede wszystkim nie należy łudzić się, że wszystkie te problemy zostaną szybko rozwiązane (w ciągu kilkunastu, dwóch, trzech lat). Aby uniknąć śmierci załogi z powodu choroby popromiennej, będziemy musieli albo w ogóle ich tam nie wysyłać i badać kosmos za pomocą inteligentnych maszyn (swoją drogą, nie jest to najgłupsza decyzja), albo będziemy musieli bardzo ciężko pracować , bo jeśli mam rację, to wysłanie ludzi na Marsa z utworzeniem stałej kolonii jest zadaniem całkowicie niemożliwym dla jednego kraju (nawet USA, nawet Rosji, nawet Chin) w ciągu najbliższego półwiecza, a nawet dłużej. Jeden statek na taką misję będzie kosztować kwotę odpowiadającą budowie i pełnemu utrzymaniu kilku ISS (patrz poniżej).

I tak, zapomniałem powiedzieć: pionierzy Marsa będą oczywiście „zamachowcami-samobójcami”, ponieważ najprawdopodobniej w ciągu najbliższego półwiecza nie będziemy w stanie zapewnić im ani podróży powrotnej, ani długiego i wygodnego życia na Marsie.

Jak teoretycznie mogłaby wyglądać misja na Marsa, gdybyśmy mieli wszystkie zasoby i technologie starej Ziemi? Porównaj to, co opisano poniżej, z tym, co widziałeś w kultowym filmie „Marsjanin”.

Misja na Marsa. Wersja warunkowo realistyczna

Po pierwsze, ludzkość będzie musiała ciężko pracować i zbudować statek kosmiczny wielkości cyklopa z potężną ochroną przeciwradiacyjną, która może częściowo zrekompensować piekielne obciążenie załogą promieniowaniem poza polem magnetycznym Ziemi i zapewnić dostawę mniej lub bardziej żywych kolonistów na Marsa - jednokierunkowa.

Jak mógłby wyglądać taki statek?

Jest to potężny kolos o średnicy kilkudziesięciu (a jeszcze lepiej setek) metrów, wyposażony we własne pole magnetyczne (elektromagnesy nadprzewodzące) i źródła energii do jego utrzymania (reaktory jądrowe). Ogromne wymiary konstrukcji umożliwiają wypełnienie jej od wewnątrz materiałami pochłaniającymi promieniowanie (na przykład może to być pianka ołowiowa lub szczelne pojemniki z prostą lub „ciężką” wodą), które trzeba będzie przetransportować na orbitę przez dziesięciolecia (!) i zamontowany wokół stosunkowo małej kapsuły podtrzymującej życie, w której następnie umieścimy astronautów.

Oprócz swoich rozmiarów i wysokich kosztów, marsjański statek musi być cholernie niezawodny i, co najważniejsze, całkowicie autonomiczny pod względem sterowania. Aby uratować załogę przy życiu, najbezpieczniej byłoby wprowadzić ją w sztuczną śpiączkę i lekko (kilka stopni) ochłodzić, aby spowolnić procesy metaboliczne. W tym stanie ludzie a) będą mniej wrażliwi na promieniowanie, b) będą zajmować mniej miejsca i taniej będzie chronić się przed tym samym promieniowaniem.

Oczywiście oprócz statku potrzebna jest sztuczna inteligencja, która będzie w stanie pewnie wprowadzić statek na orbitę Marsa, wyładować kolonistów na jego powierzchnię, nie uszkadzając przy tym siebie ani ładunku, a następnie bez udziału ludzi zwrócić astronautom do świadomości (już na Marsie). Takich technologii jeszcze nie mamy, ale jest nadzieja, że ​​taka sztuczna inteligencja, a co najważniejsze zasoby polityczne i ekonomiczne do budowy opisywanego statku, pojawią się w naszym kraju powiedzmy bliżej połowy stulecia.

Dobra wiadomość jest taka, że ​​marsjański „prom” dla kolonistów może nadawać się do ponownego wykorzystania. Będzie musiał podróżować niczym wahadłowiec między Ziemią a ostatecznym miejscem docelowym, dostarczając do kolonii dostawy „żywego ładunku”, aby zastąpić ludzi, którzy odpadli „z przyczyn naturalnych”. Aby dostarczyć „nieożywiony” ładunek (żywność, wodę, powietrze i sprzęt), ochrona przed promieniowaniem nie jest szczególnie potrzebna, więc nie jest konieczne przekształcanie superstatku w marsjańską ciężarówkę. Jest potrzebny wyłącznie do dostarczenia kolonistów i ewentualnie wysiania nasion/młodych zwierząt hodowlanych.

Po drugie, konieczne jest wcześniejsze wysłanie na Marsa sprzętu i zapasów wody, żywności i tlenu dla załogi składającej się z 6-12 osób na okres 12-15 lat (biorąc pod uwagę wszelkie siły wyższe). To samo w sobie jest nietrywialnym problemem, ale załóżmy, że nie mamy ograniczonych zasobów, aby go rozwiązać. Załóżmy, że wojny i wstrząsy polityczne na Ziemi ucichły, a cała planeta zgodnie pracuje na rzecz marsjańskiej misji.

Sprzęt rzucany na Marsa, jak można się domyślić, to w pełni autonomiczny robot ze sztuczną inteligencją i zasilany kompaktowymi reaktorami jądrowymi. Będą musieli metodycznie, w ciągu dziesięciu do półtora roku, najpierw wykopać głęboki tunel pod powierzchnią czerwonej planety. Następnie – za kilka lat – mała sieć tuneli, do których trzeba będzie wciągnąć jednostki podtrzymujące życie i zapasy na potrzeby przyszłej wyprawy, a następnie wszystko to zostanie hermetycznie złożone w autonomiczną podmarsjańską wioskę.

Mieszkanie na wzór metra wydaje się optymalnym rozwiązaniem z dwóch powodów. Po pierwsze, chroni astronautów przed promieniami kosmicznymi znajdującymi się już na samym Marsie. Po drugie, ze względu na resztkową aktywność „marsotermiczną” pod powierzchnią planety, jest o stopień lub dwa cieplej niż na zewnątrz. Przyda się to kolonistom zarówno ze względu na oszczędność energii, jak i uprawę ziemniaków na własnych odchodach.

Wyjaśnijmy ważny punkt: kolonia będzie musiała zostać zbudowana na półkuli południowej, gdzie na planecie wciąż występuje resztkowe pole magnetyczne.

Idealnie byłoby, gdyby astronauci w ogóle nie musieli wychodzić na powierzchnię (albo w ogóle nie zobaczą Marsa „na żywo”, albo zobaczą go tylko raz – podczas lądowania). Całą pracę na powierzchni będą musiały wykonać roboty, których poczynaniami koloniści będą musieli kierować ze swojego bunkra przez całe swoje krótkie życie (przy szczęśliwym zbiegu okoliczności dwadzieścia lat).

Trzeci, musimy porozmawiać o samej załodze i sposobach jej doboru.

Idealnym schematem dla tego drugiego byłoby przeszukanie całej Ziemi w poszukiwaniu… genetycznie identycznych (monozygotycznych) bliźniąt, z których jedno właśnie zostało dawcą narządów (np. „na szczęście” miało wypadek samochodowy). Brzmi to niezwykle cynicznie, ale niech to nie powstrzymuje Cię od przeczytania tekstu do końca.

Co daje nam bliźniak-dawca?

Martwy bliźniak daje swojemu bratu (lub siostrze) szansę zostania idealnym kolonistą na Marsie. Faktem jest, że czerwony szpik kostny pierwszego, dostarczony na Czerwoną Planetę w pojemniku dodatkowo chronionym przed promieniowaniem, może zostać przetoczony bliźniakowi astronauty. Zwiększa to szanse na przeżycie choroby popromiennej, ostrej białaczki i innych problemów, które z dużym prawdopodobieństwem przytrafią się koloniście w ciągu lat misji.

Jak zatem wygląda proces selekcji przyszłych kolonistów?

Wybieramy kilka milionów bliźniaków. Czekamy, aż coś się stanie jednemu z nich i składamy ofertę drugiemu. Rekrutowana jest pula, powiedzmy, stu tysięcy potencjalnych kandydatów. Teraz w ramach tej puli przeprowadzamy ostateczną selekcję pod kątem zgodności psychologicznej i przydatności zawodowej.

Naturalnie, aby rozszerzyć próbkę, astronauci będą musieli zostać wybrani na całej Ziemi, a nie w jednym lub dwóch krajach.

Oczywiście bardzo pomocna byłaby technologia umożliwiająca identyfikację kandydatów szczególnie odpornych na promieniowanie. Wiadomo, że niektórzy ludzie są znacznie bardziej odporni na promieniowanie niż inni. Z pewnością da się go zidentyfikować za pomocą określonych markerów genetycznych. Jeśli uzupełnimy pomysł o bliźnięta tą metodą, razem powinny znacząco zwiększyć przeżywalność marsjańskich kolonistów.

Poza tym przydałaby się nauka przetaczania szpiku kostnego osobom w stanie nieważkości. To nie jedyna rzecz, którą trzeba wymyślić specjalnie na potrzeby tego projektu, ale na szczęście mamy jeszcze czas, a ISS nadal wisi na orbicie okołoziemskiej, jakby specjalnie do testowania takich technologii.

PS. Muszę szczególnie zastrzec, że nie jestem zasadniczym przeciwnikiem podróży kosmicznych i wierzę, że prędzej czy później „kosmos będzie nasz”. Pytaniem pozostaje tylko cena tego sukcesu, a także czas, jaki ludzkość poświęci na rozwój niezbędnych technologii. Wydaje mi się, że pod wpływem science fiction i kultury popularnej wielu z nas dość nieostrożnie podchodzi do zrozumienia trudności, które trzeba po drodze pokonać. Aby ta część była trochę bardziej otrzeźwiająca« kosmooptymiści» i ten tekst powstał.

W niektórych częściach opowiem, jakie mamy inne opcje dotyczące eksploracji kosmosu przez człowieka w dłuższej perspektywie.

Pojęcie takie jak promieniowanie słoneczne stało się znane już dawno temu. Jak wykazały liczne badania, nie zawsze odpowiada za zwiększenie poziomu jonizacji powietrza.

Artykuł przeznaczony jest dla osób powyżej 18 roku życia

Skończyłeś już 18 lat?

Promieniowanie kosmiczne: prawda czy mit?

Promienie kosmiczne to promieniowanie powstające podczas wybuchu supernowej, a także w wyniku reakcji termojądrowych zachodzących na Słońcu. Różny charakter pochodzenia promieni wpływa również na ich podstawowe cechy. Promienie kosmiczne przenikające z przestrzeni poza naszym Układem Słonecznym można podzielić na dwa rodzaje – galaktyczne i międzygalaktyczne. Ten ostatni gatunek pozostaje najmniej zbadany, ponieważ stężenie w nim promieniowania pierwotnego jest minimalne. Oznacza to, że promieniowanie międzygalaktyczne nie ma szczególnego znaczenia, ponieważ jest całkowicie neutralizowane w naszej atmosferze.

Niestety niewiele można powiedzieć o promieniach, które docierają do nas z naszej galaktyki zwanej Drogą Mleczną. Pomimo tego, że jej rozmiar przekracza 10 000 lat świetlnych, wszelkie zmiany w polu promieniowania na jednym końcu galaktyki natychmiast odbiją się na drugim.

Niebezpieczeństwa związane z promieniowaniem kosmicznym

Bezpośrednie promieniowanie kosmiczne ma działanie destrukcyjne dla żywego organizmu, dlatego jego działanie jest niezwykle niebezpieczne dla człowieka. Na szczęście nasza Ziemia jest niezawodnie chroniona przed kosmitami przez gęstą kopułę atmosfery. Służy jako doskonała ochrona dla wszelkiego życia na ziemi, ponieważ neutralizuje bezpośrednie promieniowanie kosmiczne. Ale nie całkowicie. Zderzając się z powietrzem, rozpada się na mniejsze cząsteczki promieniowania jonizującego, z których każda wchodzi w indywidualną reakcję ze swoimi atomami. W ten sposób wysokoenergetyczne promieniowanie z kosmosu jest osłabiane i tworzy promieniowanie wtórne. Jednocześnie traci swoją śmiertelność - poziom promieniowania staje się w przybliżeniu taki sam jak w promieniach rentgenowskich. Ale nie martwcie się – promieniowanie to całkowicie zanika, gdy przechodzi przez atmosferę ziemską. Bez względu na źródła promieni kosmicznych i jakąkolwiek moc mają, zagrożenie dla osoby przebywającej na powierzchni naszej planety jest minimalne. Może jedynie wyrządzić wymierną szkodę astronautom. Są narażone na bezpośrednie promieniowanie kosmiczne, ponieważ nie mają naturalnej ochrony w postaci atmosfery.

Energia uwalniana przez promienie kosmiczne wpływa przede wszystkim na pole magnetyczne Ziemi. Naładowane cząstki jonizujące dosłownie go bombardują i stają się przyczyną najpiękniejszego zjawiska atmosferycznego - . Ale to nie wszystko – cząstki radioaktywne, ze względu na swój charakter, mogą powodować awarie w różnych urządzeniach elektronicznych. A jeśli w ubiegłym stuleciu nie spowodowało to dużego dyskomfortu, w naszych czasach jest to bardzo poważny problem, ponieważ najważniejsze aspekty współczesnego życia są związane z elektrycznością.

Na tych gości z kosmosu podatni są także ludzie, chociaż mechanizm działania promieni kosmicznych jest bardzo specyficzny. Zjonizowane cząstki (czyli promieniowanie wtórne) wpływają na pole magnetyczne Ziemi, powodując w ten sposób burze w atmosferze. Każdy wie, że organizm ludzki składa się z wody, która jest bardzo podatna na wibracje magnetyczne. Zatem promieniowanie kosmiczne wpływa na układ sercowo-naczyniowy i powoduje zły stan zdrowia osób wrażliwych na pogodę. Jest to oczywiście nieprzyjemne, ale w żadnym wypadku nie śmiertelne.

Co chroni Ziemię przed promieniowaniem słonecznym?

Słońce jest gwiazdą, w głębinach której nieustannie zachodzą różne reakcje termojądrowe, którym towarzyszy silna emisja energii. Te naładowane cząstki nazywane są wiatrem słonecznym i mają silny wpływ na naszą Ziemię, a raczej na jej pole magnetyczne. To z nim oddziałują zjonizowane cząstki, które stanowią podstawę wiatru słonecznego.

Według najnowszych badań naukowców z całego świata, powłoka plazmowa naszej planety odgrywa szczególną rolę w neutralizowaniu wiatru słonecznego. Dzieje się to w następujący sposób: promieniowanie słoneczne zderza się z polem magnetycznym Ziemi i zostaje rozproszone. Gdy jest go za dużo, powłoka plazmowa przyjmuje cios i następuje proces interakcji podobny do zwarcia. Konsekwencją takiej walki mogą być pęknięcia w osłonie ochronnej. Ale natura też to zapewniła - strumienie zimnej plazmy unoszą się z powierzchni Ziemi i pędzą do miejsc o osłabionej ochronie. Zatem pole magnetyczne naszej planety odzwierciedla wpływ z kosmosu.

Warto jednak zauważyć, że promieniowanie słoneczne, w przeciwieństwie do promieniowania kosmicznego, nadal dociera do Ziemi. Jednocześnie nie należy się martwić na próżno, ponieważ w istocie jest to energia Słońca, która powinna spaść na powierzchnię naszej planety w stanie rozproszonym. W ten sposób ogrzewa powierzchnię Ziemi i pomaga rozwijać na niej życie. Warto zatem wyraźnie rozróżnić poszczególne rodzaje promieniowania, gdyż niektóre z nich nie tylko nie mają negatywnego wpływu, ale są również niezbędne do prawidłowego funkcjonowania organizmów żywych.

Jednak nie wszystkie substancje na Ziemi są jednakowo podatne na promieniowanie słoneczne. Istnieją powierzchnie, które pochłaniają go bardziej niż inne. Są to z reguły powierzchnie bazowe o minimalnym poziomie albedo (zdolność odbijania promieniowania słonecznego) - ziemia, las, piasek.

Zatem temperatura na powierzchni Ziemi, a także długość dnia, zależą bezpośrednio od ilości promieniowania słonecznego pochłanianego przez atmosferę. Chciałbym powiedzieć, że większość energii wciąż dociera do powierzchni naszej planety, ponieważ powłoka powietrzna Ziemi stanowi barierę jedynie dla promieni widma podczerwonego. Jednak promienie UV są tylko częściowo neutralizowane, co prowadzi do pewnych problemów skórnych u ludzi i zwierząt.

Wpływ promieniowania słonecznego na organizm człowieka

Pod wpływem promieni podczerwonego widma promieniowania słonecznego wyraźnie objawia się efekt termiczny. Wspomaga rozszerzenie naczyń, stymulację układu sercowo-naczyniowego, aktywuje oddychanie skóry. W rezultacie rozluźniają się główne układy organizmu i wzrasta produkcja endorfin (hormonów szczęścia), które działają przeciwbólowo i przeciwzapalnie. Ciepło wpływa również na procesy metaboliczne, aktywując metabolizm.

Promieniowanie świetlne pochodzące z promieniowania słonecznego ma istotne działanie fotochemiczne, które aktywuje ważne procesy w tkankach. Ten rodzaj promieniowania słonecznego umożliwia człowiekowi korzystanie z jednego z najważniejszych systemów dotyku w świecie zewnętrznym – wzroku. To właśnie tym kwantom powinniśmy być wdzięczni za to, że widzimy wszystko w kolorze.

Ważne czynniki wpływające

Promieniowanie słoneczne w zakresie podczerwieni stymuluje także aktywność mózgu i odpowiada za zdrowie psychiczne człowieka. Ważne jest również, aby ten szczególny rodzaj energii słonecznej wpływał na nasze rytmy biologiczne, czyli fazy aktywnej aktywności i snu.

Bez cząstek światła wiele procesów życiowych byłoby zagrożonych, co mogłoby prowadzić do rozwoju różnych chorób, w tym bezsenności i depresji. Ponadto przy minimalnym kontakcie z promieniowaniem słonecznym zdolność człowieka do pracy jest znacznie zmniejszona, a większość procesów w organizmie ulega spowolnieniu.

Promieniowanie UV jest bardzo przydatne dla naszego organizmu, ponieważ uruchamia także procesy immunologiczne, czyli stymuluje mechanizmy obronne organizmu. Jest także potrzebny do produkcji porfirytu, analogu roślinnego chlorofilu w naszej skórze. Nadmiar promieni UV może jednak powodować oparzenia, dlatego bardzo ważne jest, aby wiedzieć, jak prawidłowo się przed tym chronić w okresach maksymalnej aktywności słonecznej.

Jak widać korzyści płynące z promieniowania słonecznego dla naszego organizmu są niezaprzeczalne. Wiele osób bardzo martwi się tym, czy żywność pochłania tego typu promieniowanie i czy spożywanie skażonej żywności jest niebezpieczne. Powtarzam – energia słoneczna nie ma nic wspólnego z promieniowaniem kosmicznym czy atomowym, czyli nie trzeba się jej bać. I nie ma sensu tego unikać... Nikt jeszcze nie szukał sposobu na ucieczkę przed Słońcem.

W pobliżu Ziemi jego pole magnetyczne nadal ją chroni - nawet jeśli jest osłabione i bez pomocy wielokilometrowej atmosfery. Podczas lotu w pobliżu biegunów, gdzie pole jest niewielkie, astronauci siedzą w specjalnie chronionym pomieszczeniu. Nie ma jednak zadowalającego rozwiązania technicznego w zakresie ochrony przed promieniowaniem podczas lotu na Marsa.

Postanowiłem dodać do oryginalnej odpowiedzi z dwóch powodów:

1. w jednym miejscu zawiera stwierdzenie błędne i nie zawiera prawidłowego
2. tylko dla kompletności (cytaty)

1. W komentarzach Suzanna skrytykowała Odpowiedź jest w dużej mierze prawdziwa.

Pole słabnie nad biegunami magnetycznymi Ziemi, jak stwierdziłem. Tak, Suzanna ma rację, że jest ona szczególnie duża na POLACH (wyobraźcie sobie linie sił: zbierają się dokładnie na biegunach). Jednak na dużej wysokości PONAD POLAKAMI jest słabszy niż w innych miejscach - z tego samego powodu (wyobraźmy sobie te same linie sił: schodziły w dół - w kierunku biegunów, a na górze już prawie ich nie było). Wydaje się, że pole zanika.

Ale Suzanne ma rację Kosmonauci EMERCOM ze względu na regiony polarne nie chronią się w specjalnym pomieszczeniu: Pamięć mnie zawiodła.

Ale nadal jest miejsce, w którym podejmowane są specjalne środki(Pomyliłem to z regionami polarnymi). Ten - nad anomalią magnetyczną na południowym Atlantyku. Tam pole magnetyczne „opada” tak bardzo, że pas promieniowania i konieczne jest podjęcie specjalnych środków bez rozbłysków słonecznych. Nie udało mi się szybko znaleźć cytatu o specjalnych środkach niezwiązanych z aktywnością słoneczną, ale gdzieś o nich przeczytałam.

I oczywiście, Warto wspomnieć o samych błyskach: Oni także chronią się przed nimi w najbardziej chronionym pomieszczeniu i nie krążą w tym czasie po całej stacji.

Wszystkie rozbłyski słoneczne są dokładnie monitorowane, a informacje o nich przesyłane do centrum sterowania. W takich okresach kosmonauci przerywają pracę i chronią się w najlepiej chronionych przedziałach stacji. Takimi chronionymi segmentami są przedziały ISS znajdujące się obok zbiorników na wodę. Woda zatrzymuje cząstki wtórne – neutrony, dzięki czemu dawka promieniowania jest pochłaniana efektywniej.

2. Tylko cytaty i dodatkowe informacje

Niektóre cytaty poniżej wspominają o dawce w siwertach (Sv). Dla orientacji kilka liczb i prawdopodobnych skutków z tabeli

0-0,25 św. Żadnych skutków poza łagodnymi zmianami we krwi

0,25-1 św. Choroby popromienne u 5-10% narażonych osób

7 Sv ~100% ofiar śmiertelnych

Dzienna dawka na ISS wynosi około 1 mSv (patrz poniżej). Oznacza, możesz latać przez około 200 dni bez większego ryzyka. Ważne jest także, przez jaki okres czasu przyjmuje się tę samą dawkę: dawka przyjęta w krótkim czasie jest znacznie bardziej niebezpieczna niż ta przyjęta długoterminowo. Organizm nie jest obiektem pasywnym, który po prostu „kumuluje” defekty radiacyjne: ma także mechanizmy „naprawcze”, które zazwyczaj radzą sobie z stopniowo narastającymi małymi dawkami.

W przypadku braku masywnej warstwy atmosfery otaczającej ludzi na Ziemi, astronauci na ISS są narażeni na bardziej intensywne promieniowanie pochodzące z ciągłych strumieni promieni kosmicznych. Członkowie załogi otrzymują dawkę promieniowania wynoszącą około 1 milisiwerta dziennie, co w przybliżeniu odpowiada rocznej ekspozycji człowieka na promieniowanie na Ziemi. Prowadzi to do zwiększonego ryzyka rozwoju nowotworów złośliwych u astronautów, a także do osłabienia układu odpornościowego.

Jak pokazują dane zebrane przez NASA oraz specjalistów z Rosji i Austrii, astronauci na ISS otrzymują dzienną dawkę 1 milisiwerta. Na Ziemi takiej dawki promieniowania nie da się uzyskać wszędzie w ciągu całego roku.

Poziom ten jest jednak nadal stosunkowo tolerowany. Należy jednak pamiętać, że stacje kosmiczne w pobliżu Ziemi są chronione przez ziemskie pole magnetyczne.

Poza jego granicami promieniowanie wzrośnie wielokrotnie, dlatego wyprawy w przestrzeń kosmiczną będą niemożliwe.

Promieniowanie w budynkach mieszkalnych i laboratoriach ISS i Mir powstało w wyniku bombardowania aluminiowej obudowy stacji promieniami kosmicznymi. Szybkie i ciężkie jony wytrąciły z obudowy znaczną ilość neutronów.

Obecnie nie jest możliwe zapewnienie 100% ochrony przed promieniowaniem na statkach kosmicznych. Dokładniej, jest to możliwe, ale kosztem więcej niż znaczącego wzrostu masy, ale właśnie to jest niedopuszczalne

Oprócz atmosfery ziemskie pole magnetyczne stanowi ochronę przed promieniowaniem. Pierwszy pas radiacyjny Ziemi znajduje się na wysokości około 600-700 km. Stacja leci teraz na wysokości około 400 km, czyli znacznie niżej... Ochroną przed promieniowaniem w kosmosie jest (również - przyp. red.) kadłub statku lub stacji. Im grubsze ścianki obudowy, tym większa ochrona. Oczywiście ściany nie mogą być nieskończenie grube, ponieważ istnieją ograniczenia wagowe.

Poziom jonizujący, czyli poziom tła promieniowania na międzynarodowej stacji kosmicznej, jest wyższy niż na Ziemi (ok. 200 razy – przyp. red.), co sprawia, że ​​astronauta jest bardziej podatny na promieniowanie jonizujące niż przedstawiciele branż tradycyjnie radioniebezpiecznych, takich jak energetyka jądrowa i diagnostykę rentgenowską.

Oprócz indywidualnych dozymetrów dla astronautów, stacja posiada także system monitorowania promieniowania. ... Jeden czujnik znajduje się w kabinach załogi, a drugi w przedziałach roboczych o małej i dużej średnicy. System działa autonomicznie 24 godziny na dobę. ... Tym samym Ziemia ma informację o aktualnej sytuacji radiacyjnej na stacji. System monitorowania promieniowania może wydać sygnał ostrzegawczy „Sprawdź promieniowanie!” Gdyby tak się stało, na konsoli systemu alarmowego zaświeciłby się baner z towarzyszącym sygnałem dźwiękowym. Przez całe istnienie międzynarodowej stacji kosmicznej nie było takich przypadków.

W... regionie południowego Atlantyku... pasy radiacyjne „zawisają” nad Ziemią z powodu istnienia anomalii magnetycznej głęboko pod Ziemią. Statki kosmiczne przelatujące nad Ziemią wydają się „uderzać” w pasy radiacyjne na bardzo krótki czas… na orbitach przechodzących przez obszar anomalii. Na pozostałych orbitach nie występują strumienie promieniowania i nie sprawiają kłopotów uczestnikom wypraw kosmicznych.

Anomalia magnetyczna w regionie południowego Atlantyku to nie jedyna „plaga” radiacyjna dla astronautów. Rozbłyski słoneczne, czasami generujące bardzo energetyczne cząstki..., mogą powodować ogromne trudności podczas lotów astronautów. To, jaką dawkę promieniowania może otrzymać astronauta w przypadku dotarcia cząstek słonecznych do Ziemi, jest w dużej mierze kwestią przypadku. Wartość tę wyznaczają głównie dwa czynniki: stopień zniekształcenia dipolowego pola magnetycznego Ziemi podczas burz magnetycznych oraz parametry orbity statku kosmicznego podczas zdarzenia słonecznego. ... Załoga może mieć szczęście, jeśli orbity w momencie inwazji SCR nie przejdą przez niebezpieczne obszary na dużych szerokościach geograficznych.

Jedna z najpotężniejszych erupcji protonów - burza radiacyjna erupcji słonecznych, która spowodowała burzę radiacyjną w pobliżu Ziemi, miała miejsce całkiem niedawno - 20 stycznia 2005 r. Erupcja słoneczna o podobnej sile miała miejsce 16 lat temu, w październiku 1989 r. Wiele protony o energiach przekraczających setki MeV dotarły do ​​ziemskiej magnetosfery. Nawiasem mówiąc, takie protony są w stanie pokonać ochronę odpowiadającą około 11 centymetrom wody. Skafander kosmiczny astronauty jest cieńszy. Biolodzy uważają, że gdyby w tym czasie astronauci znajdowali się poza Międzynarodową Stacją Kosmiczną, wówczas skutki promieniowania wpłynęłyby oczywiście na zdrowie astronautów. Ale one były w niej. Osłona ISS jest na tyle duża, że ​​w wielu przypadkach chroni załogę przed niekorzystnymi skutkami promieniowania. Tak też było podczas tego wydarzenia. Jak wykazały pomiary za pomocą dozymetrów promieniowania, dawka promieniowania „przechwycona” przez astronautów nie przekraczała dawki, którą człowiek otrzymuje podczas zwykłego badania rentgenowskiego. Kosmonauci ISS otrzymali 0,01 Gy, czyli ~0,01 Siverta... Co prawda, tak małe dawki wynikają także z tego, że jak pisano wcześniej, stacja znajdowała się na orbitach „chronionych magnetycznie”, co nie zawsze może się zdarzać.

Neil Armstrong (pierwszy astronauta, który chodził po Księżycu) doniósł Ziemi o swoich niezwykłych doznaniach podczas lotu: czasami obserwował jasne błyski w oczach. Czasami ich częstotliwość dochodziła do około stu dziennie... Naukowcy... doszli do wniosku, że odpowiedzialne są za to galaktyczne promienie kosmiczne. To właśnie te wysokoenergetyczne cząstki przenikają do gałki ocznej i powodują blask Czerenkowa podczas interakcji z substancją tworzącą oko. W rezultacie astronauta widzi jasny błysk. Najbardziej efektywną interakcją z materią nie są protony, których promienie kosmiczne zawierają więcej niż wszystkich innych cząstek, ale cząstki ciężkie - węgiel, tlen, żelazo. Cząstki te, posiadające dużą masę, tracą znacznie więcej energii na jednostkę przebytej drogi niż ich lżejsze odpowiedniki. Odpowiadają za wytwarzanie blasku Czerenkowa i stymulację siatkówki – wrażliwej błony oka.

Podczas długodystansowych lotów kosmicznych wzrasta rola galaktycznych i słonecznych promieni kosmicznych jako czynników niebezpiecznych dla promieniowania. Szacuje się, że podczas lotu na Marsa to właśnie GCR stają się głównym zagrożeniem radiacyjnym. Lot na Marsa trwa około 6 miesięcy, a całkowita – całkowita – dawka promieniowania z GCR i SCR w tym okresie jest kilkakrotnie wyższa niż dawka promieniowania na ISS w tym samym czasie. Dlatego znacznie wzrasta ryzyko skutków radiacyjnych związanych z długodystansowymi misjami kosmicznymi. Zatem w ciągu roku lotu na Marsa dawka pochłonięta związana z GCR wyniesie 0,2-0,3 Sv (bez zabezpieczenia). Można ją porównać z dawką z jednego z najpotężniejszych rozbłysków ubiegłego wieku - sierpnia 1972. Podczas tego zdarzenia była ona kilkukrotnie mniejsza: ~0,05 Sv.

Zagrożenie radiacyjne stwarzane przez GCR można ocenić i przewidzieć. Obecnie zgromadzono bogaty materiał na temat czasowych zmian GCR związanych z cyklem słonecznym. Umożliwiło to stworzenie modelu, na podstawie którego można przewidzieć strumień GCR w dowolnym, z góry określonym przedziale czasu.

Sytuacja z SCL jest znacznie bardziej skomplikowana. Rozbłyski słoneczne pojawiają się losowo i nie jest nawet oczywiste, że potężne zdarzenia słoneczne mają miejsce w latach koniecznie bliskich maksymalnej aktywności. Przynajmniej doświadczenie ostatnich lat pokazuje, że zdarzają się one także w okresach zastoju.

Protony z rozbłysków słonecznych stanowią realne zagrożenie dla załóg kosmicznych wykonujących misje długodystansowe. Biorąc ponownie za przykład rozbłysk z sierpnia 1972 r., można wykazać, przeliczając strumienie protonów słonecznych na dawkę promieniowania, że ​​10 godzin po rozpoczęciu zdarzenia przekroczył on wartość śmiertelną dla załogi statku kosmicznego, jeśli znajdowali się na zewnątrz statku na Marsie lub, powiedzmy, na Księżycu.

W tym miejscu warto przypomnieć loty amerykańskiego programu Apollo na Księżyc pod koniec lat 60. i na początku lat 70. W 1972 r., w sierpniu, miał miejsce rozbłysk słoneczny o tej samej mocy, co w październiku 1989 r. Apollo 16 wylądował po swojej podróży na Księżyc w kwietniu 1972 r., a kolejny, Apollo 17, wystartował w grudniu. Szczęśliwa załoga Apollo 16? Absolutnie tak. Obliczenia pokazują, że gdyby astronauci programu Apollo byli na Księżycu w sierpniu 1972 roku, byliby narażeni na dawkę promieniowania ~4 Sv. To dużo do zaoszczędzenia. Chyba, że... chyba że szybko powróci na Ziemię w celu leczenia. Inną opcją jest udanie się do kabiny modułu księżycowego Apollo. Tutaj dawka promieniowania zostałaby zmniejszona 10-krotnie. Dla porównania załóżmy, że ochrona ISS jest 3 razy grubsza niż moduł księżycowy Apollo.

Na wysokościach stacji orbitalnych (~400 km) dawki promieniowania przekraczają wartości obserwowane na powierzchni Ziemi ~200 razy! Głównie z powodu cząstek z pasów radiacyjnych.

Wiadomo, że niektóre trasy samolotów międzykontynentalnych przebiegają w pobliżu północnego regionu polarnego. Obszar ten jest najmniej chroniony przed inwazją cząstek energetycznych, dlatego podczas rozbłysków słonecznych wzrasta niebezpieczeństwo narażenia załogi i pasażerów na promieniowanie. Rozbłyski słoneczne zwiększają dawki promieniowania na wysokościach lotu samolotów 20-30 razy.

Niedawno załogi niektórych linii lotniczych zostały poinformowane, że rozpoczęły się wtargnięcia cząstek słonecznych. Jedna z niedawnych potężnych erupcji słonecznych, która miała miejsce w listopadzie 2003 r., zmusiła załogę Delty podczas lotu Chicago–Hongkong do zboczenia z trasy i lotu do miejsca docelowego trasą na niższej szerokości geograficznej.

Ziemię chroni przed promieniowaniem kosmicznym atmosfera i pole magnetyczne. Na orbicie promieniowanie tła jest setki razy większe niż na powierzchni Ziemi. Każdego dnia astronauta otrzymuje dawkę promieniowania wynoszącą 0,3–0,8 milisiwertów – około pięć razy więcej niż prześwietlenie klatki piersiowej. Podczas pracy w przestrzeni kosmicznej narażenie na promieniowanie jest jeszcze większe. A w chwilach potężnych rozbłysków słonecznych na stacji można osiągnąć normę 50-dniową w ciągu jednego dnia. Nie daj Boże w takim momencie przesadzić - w jednym wyjściu możesz wybrać dawkę dopuszczaną na całą karierę, czyli 1000 milisiwertów. W normalnych warunkach trwałby cztery lata – nikt wcześniej nie latał tak długo. Co więcej, szkody zdrowotne wynikające z takiego jednorazowego narażenia będą znacznie większe niż w przypadku narażenia długotrwałego.

Jednak niskie orbity okołoziemskie są nadal stosunkowo bezpieczne. Ziemskie pole magnetyczne wychwytuje naładowane cząsteczki wiatru słonecznego, tworząc pasy promieniowania. Mają kształt szerokiego pączka i otaczają Ziemię na równiku na wysokości od 1000 do 50 000 kilometrów. Maksymalna gęstość cząstek osiągana jest na wysokościach od około 4000 do 16 000 kilometrów. Każde długotrwałe opóźnienie statku w pasach radiacyjnych stwarza poważne zagrożenie dla życia załogi. Przekraczając je w drodze na Księżyc, amerykańscy astronauci ryzykowali otrzymanie dawki 10-20 milisiwertów w ciągu kilku godzin – tyle samo, co w ciągu miesiąca pracy na orbicie.

W lotach międzyplanetarnych kwestia ochrony radiologicznej załogi jest jeszcze bardziej dotkliwa. Ziemia ekranuje połowę twardych promieni kosmicznych, a jej magnetosfera prawie całkowicie blokuje przepływ wiatru słonecznego. W przestrzeni kosmicznej bez dodatkowych środków ochronnych narażenie na promieniowanie wzrośnie o rząd wielkości. Czasami dyskutuje się o idei odchylania cząstek kosmicznych za pomocą silnych pól magnetycznych, ale w praktyce nie wypracowano jeszcze niczego poza ekranowaniem. Cząsteczki promieniowania kosmicznego są dobrze pochłaniane przez paliwo rakietowe, co sugeruje stosowanie pełnych zbiorników w celu ochrony przed niebezpiecznym promieniowaniem.

Pole magnetyczne na biegunach nie jest małe, ale wręcz przeciwnie, duże. Jest tam po prostu skierowany niemal promieniowo w stronę Ziemi, co powoduje, że cząstki wiatru słonecznego wychwycone przez pola magnetyczne w pasach radiacyjnych, pod pewnymi warunkami, przemieszczają się (wytrącają) w kierunku Ziemi na biegunach, powodując zorze polarne. Nie stwarza to zagrożenia dla astronautów, ponieważ trajektoria ISS przebiega bliżej strefy równikowej. Niebezpieczeństwo stwarzają silne rozbłyski słoneczne klasy M i X z koronalnymi wyrzutami materii (głównie protonów) skierowanymi w stronę Ziemi. W tym przypadku astronauci stosują dodatkowe środki ochrony przed promieniowaniem.

Odpowiedź

CYTAT: „...Najefektywniejszym oddziaływaniem z materią nie są protony, których promienie kosmiczne zawierają więcej niż wszystkich innych cząstek, ale cząstki ciężkie – węgiel, tlen, żelazo…”

Proszę wyjaśnić ignorantom - skąd wzięły się cząsteczki węgla, tlenu, żelaza w wietrze słonecznym (promienie kosmiczne, jak piszesz) i jak mogą przedostać się do substancji, z której zbudowane jest oko - przez skafander kosmiczny?

Odpowiedź

Jeszcze 2 komentarze

Pozwól mi wyjaśnić... Światło słoneczne to fotony(w tym promienie gamma i rentgenowskie, które są promieniowaniem penetrującym).

Czy jest jeszcze coś? słoneczny wiatr. Cząstki. Na przykład elektrony, jony, jądra atomowe lecące od i do Słońca. Jest tam niewiele ciężkich jąder (cięższych od helu), ponieważ w samym Słońcu jest ich niewiele. Ale jest wiele cząstek alfa (jąder helu). I w zasadzie każdy rdzeń lżejszy od żelaznego może przyjechać (jedyna kwestia to liczba przybyć). Synteza żelaza na Słońcu (zwłaszcza poza nim) nie wykracza poza żelazo. Dlatego ze Słońca może pochodzić tylko żelazo i coś lżejszego (na przykład ten sam węgiel).

Promieniowanie kosmiczne w wąskim znaczeniu- Ten zwłaszcza cząstki naładowane o dużej prędkości(i nienaładowanych także), przybywających spoza Układu Słonecznego (w większości). A także - stamtąd przenikające promieniowanie(czasami jest to rozpatrywane osobno, bez zaliczania się do „promieni”).

Między innymi cząstki, promienie kosmiczne zawierają jądra dowolnego atomu(oczywiście w różnych ilościach). W każdym razie ciężkie jądra, gdy znajdą się w substancji, jonizują wszystko na swojej drodze(a także - na marginesie: następuje jonizacja wtórna - już przez to, co wybija się po drodze). A jeśli mają dużą prędkość (i energię kinetyczną), to jądra będą zaangażowane w tę aktywność (przelatywanie przez materię i jej jonizację) przez długi czas i prędko nie przestaną. Odpowiednio, przeleci przez wszystko i nie zejdzie ze ścieżki- dopóki nie zużyją prawie całej energii kinetycznej. Nawet jeśli wpadną bezpośrednio na inną kulę armatnią (a zdarza się to rzadko), mogą ją po prostu odrzucić na bok, niemal bez zmiany kierunku ruchu. Albo nie w bok, ale poleci dalej, mniej więcej w jedną stronę.

Wyobraź sobie samochód, który z pełną prędkością zderzył się z innym. Czy przestanie? I wyobraźcie sobie, że jego prędkość wynosi wiele tysięcy kilometrów na godzinę (jeszcze lepiej – na sekundę!), a jego siła pozwala mu wytrzymać każdy cios. To jest rdzeń z kosmosu.

Promieniowanie kosmiczne w szerokim znaczeniu- są to promienie kosmiczne w wąskim ujęciu, plus wiatr słoneczny i przenikliwe promieniowanie ze Słońca. (No cóż, lub bez promieniowania przenikliwego, jeśli rozpatrywane jest to osobno).

Wiatr słoneczny to strumień zjonizowanych cząstek (głównie plazmy helowo-wodorowej) wypływający z korony słonecznej z prędkością 300-1200 km/s do otaczającej ją przestrzeni kosmicznej. Jest jednym z głównych składników ośrodka międzyplanetarnego.

Z wiatrem słonecznym wiąże się wiele zjawisk naturalnych, w tym zjawiska pogody kosmicznej, takie jak burze magnetyczne i zorze polarne.

Pojęcia „wiatru słonecznego” (strumień zjonizowanych cząstek przemieszczający się ze Słońca na Ziemię w ciągu 2-3 dni) i „światła słonecznego” (strumień fotonów przemieszczający się ze Słońca na Ziemię średnio w 8 minut 17 sekund) nie należy mylić.

Z powodu wiatru słonecznego Słońce traci około miliona ton materii na sekundę. Wiatr słoneczny składa się głównie z elektronów, protonów i jąder helu (cząstek alfa); jądra innych pierwiastków i cząstki niezjonizowane (obojętne elektrycznie) występują w bardzo małych ilościach.

Wiatr słoneczny, choć pochodzi z zewnętrznej warstwy Słońca, nie odzwierciedla składu pierwiastków w tej warstwie, gdyż w wyniku procesów różnicowania liczebność niektórych pierwiastków wzrasta, a innych maleje (efekt FIP).

Promienie kosmiczne to cząstki elementarne i jądra atomowe poruszające się z dużymi energiami w przestrzeni kosmicznej.

Klasyfikacja ze względu na pochodzenie promieni kosmicznych:

• poza naszą Galaktyką
• w Galaktyce
• w promieniach słońca
• w przestrzeni międzyplanetarnej

Promienie pozagalaktyczne i galaktyczne są zwykle nazywane pierwotnymi. Wtórne przepływy cząstek przechodzących i przekształcających się w atmosferze ziemskiej nazywane są zwykle wtórnymi.

Promienie kosmiczne są składnikiem promieniowania naturalnego (promieniowania tła) na powierzchni Ziemi i w atmosferze.

Widmo energetyczne promieni kosmicznych składa się z 43% energii protonów, kolejnych 23% energii helu (cząstek alfa) i 34% energii przenoszonej przez inne cząstki.

Pod względem liczby cząstek promienie kosmiczne składają się z 92% protonów, 6% jąder helu, około 1% cięższych pierwiastków i około 1% elektronów.

Tradycyjnie cząstki obserwowane w promieniowaniu kosmicznym dzieli się na następujące grupy... odpowiednio protony, cząstki alfa, lekkie, średnie, ciężkie i superciężkie... Cechą składu chemicznego pierwotnego promieniowania kosmicznego jest anomalnie wysoka (kilka tysięcy razy) zawartość jąder grupy L (lit, beryl, bor) w porównaniu do składu gwiazd i gazu międzygwiazdowego. Zjawisko to tłumaczy się faktem, że mechanizm powstawania cząstek kosmicznych przyspiesza przede wszystkim ciężkie jądra, które oddziałując z protonami ośrodka międzygwiazdowego rozpadają się na lżejsze jądra.

Odpowiedź

Komentarz

Jak już wspomniano, gdy tylko Amerykanie rozpoczęli program kosmiczny, ich naukowiec James Van Allen dokonał dość ważnego odkrycia. Pierwszy amerykański sztuczny satelita, który wystrzelono na orbitę, był znacznie mniejszy od radzieckiego, ale Van Allen pomyślał o przymocowaniu do niego licznika Geigera. Tym samym oficjalnie potwierdzono to, co wyrażano pod koniec XIX wieku. Wybitny naukowiec Nikola Tesla postawił hipotezę, że Ziemię otacza pas intensywnego promieniowania.

Zdjęcie Ziemi wykonane przez astronautę Williama Andersa

podczas misji Apollo 8 (archiwum NASA)

Tesla jednak przez naukę akademicką uchodził za wielkiego ekscentryka, a nawet szaleńca, dlatego jego hipotezy dotyczące gigantycznego ładunku elektrycznego generowanego przez Słońce zostały na długi czas odłożone na półkę, a określenie „wiatr słoneczny” nie wywołało niczego poza uśmiechami . Ale dzięki Van Allenowi teorie Tesli odżyły. Za namową Van Allena i szeregu innych badaczy ustalono, że pasy radiacyjne w przestrzeni kosmicznej zaczynają się na wysokości 800 km nad powierzchnią Ziemi i rozciągają się na wysokość 24 000 km. Ponieważ poziom promieniowania jest tam mniej więcej stały, promieniowanie przychodzące powinno być w przybliżeniu równe promieniowaniu wychodzącemu. W przeciwnym razie albo by się kumulował, aż „wypiekał” Ziemię, jak w piekarniku, albo wyschnąłby. Przy tej okazji Van Allen napisał: „Pasy radiacyjne można porównać do nieszczelnego naczynia, które jest stale uzupełniane przez Słońce i wpływa do atmosfery. Duża część cząstek słonecznych przelewa się przez statek i rozpryskuje, szczególnie w strefach polarnych, powodując zorze polarne, burze magnetyczne i inne podobne zjawiska.

Promieniowanie z pasów Van Allena zależy od wiatru słonecznego. Ponadto wydają się skupiać lub koncentrować to promieniowanie w sobie. Ale ponieważ mogą skoncentrować w sobie tylko to, co pochodzi bezpośrednio od Słońca, otwarte pozostaje jeszcze jedno pytanie: ile promieniowania jest w pozostałej części kosmosu?

Orbity cząstek atmosferycznych w egzosferze(dic.academic.ru)

Księżyc nie ma pasów Van Allena. Nie ma też atmosfery ochronnej. Jest otwarty na wszystkie wiatry słoneczne. Gdyby podczas wyprawy na Księżyc doszło do silnego rozbłysku słonecznego, kolosalny strumień promieniowania spaliłby zarówno kapsuły, jak i astronautów na tej części powierzchni Księżyca, na której spędzili dzień. To promieniowanie jest nie tylko niebezpieczne – jest śmiertelne!

W 1963 roku radzieccy naukowcy powiedzieli znanemu brytyjskiemu astronomowi Bernardowi Lovellowi, że nie znają sposobu ochrony astronautów przed śmiercionośnymi skutkami promieniowania kosmicznego. Oznaczało to, że nawet znacznie grubsze metalowe obudowy rosyjskich urządzeń nie radziły sobie z promieniowaniem. W jaki sposób najcieńszy (prawie jak folia) metal używany w amerykańskich kapsułach może chronić astronautów? NASA wiedziała, że ​​to niemożliwe. Kosmiczne małpy zmarły niecałe 10 dni po powrocie, ale NASA nigdy nie podała nam prawdziwej przyczyny ich śmierci.

Małpa-astronauta (archiwum RGANT)

Większość ludzi, nawet tych znających się na kosmosie, nie jest świadoma istnienia śmiercionośnego promieniowania przenikającego jego przestrzenie. Co dziwne (a może tylko z powodów, które można się domyślić), w amerykańskiej „Ilustrowanej Encyklopedii Technologii Kosmicznej” sformułowanie „promieniowanie kosmiczne” nie pojawia się ani razu. I w ogóle amerykańscy badacze (zwłaszcza ci związani z NASA) omijają ten temat z daleka od tematu.

Tymczasem Lovell, po rozmowie z rosyjskimi kolegami, którzy doskonale wiedzieli o promieniowaniu kosmicznym, przesłał posiadane informacje administratorowi NASA Hugh Drydenowi, ale on je zignorował.

Jeden z astronautów, który rzekomo odwiedził Księżyc, Collins, w swojej książce wspomniał o promieniowaniu kosmicznym tylko dwukrotnie:

„Przynajmniej Księżyc znajdował się daleko poza ziemskimi pasami Van Allena, co oznaczało dobrą dawkę promieniowania dla tych, którzy tam udali się, i śmiertelną dawkę dla tych, którzy pozostali”.

„Zatem pasy promieniowania Van Allena otaczające Ziemię i możliwość wystąpienia rozbłysków słonecznych wymagają zrozumienia i przygotowania, aby uniknąć narażenia załogi na zwiększone dawki promieniowania”.

Co zatem oznacza „rozumieć i przygotować się”? Czy to oznacza, że ​​poza pasami Van Allena reszta przestrzeni jest wolna od promieniowania? A może NASA miała tajną strategię schronienia się przed rozbłyskami słonecznymi po podjęciu ostatecznej decyzji o wyprawie?

NASA twierdziła, że ​​może po prostu przewidzieć rozbłyski słoneczne i dlatego wysyłała astronautów na Księżyc, gdy nie spodziewano się rozbłysków, a zagrożenie promieniowaniem dla nich było minimalne.

Podczas gdy Armstrong i Aldrin pracowali w przestrzeni kosmicznej

na powierzchni Księżyca Michaela Collinsa

umieszczony na orbicie (archiwum NASA)

Inni eksperci twierdzą jednak: „Można przewidzieć jedynie przybliżoną datę przyszłego maksymalnego promieniowania i jego gęstość”.

Mimo to radziecki kosmonauta Leonow udał się w przestrzeń kosmiczną w 1966 roku – jednak w superciężkim ołowianym kombinezonie. Ale zaledwie trzy lata później amerykańscy astronauci wskoczyli na powierzchnię Księżyca i to nie w superciężkich skafandrach kosmicznych, ale wręcz przeciwnie! Może na przestrzeni lat ekspertom z NASA udało się znaleźć jakiś ultralekki materiał, który niezawodnie chroni przed promieniowaniem?

Jednak badacze nagle dowiadują się, że przynajmniej Apollo 10, Apollo 11 i Apollo 12 wystartowały dokładnie w tych okresach, gdy liczba plam słonecznych i odpowiadająca im aktywność słoneczna zbliżały się do maksimum. Ogólnie przyjęte teoretyczne maksimum 20 cyklu słonecznego trwało od grudnia 1968 do grudnia 1969. W tym okresie misje Apollo 8, Apollo 9, Apollo 10, Apollo 11 i Apollo 12 rzekomo wyszły poza strefę ochronną pasów Van Allena i weszły w przestrzeń cislunarną.

Dalsze badania miesięcznych wykresów wykazały, że pojedyncze rozbłyski słoneczne są zjawiskiem losowym, zachodzącym samoistnie w cyklu 11-letnim. Zdarza się również, że w „niskim” okresie cyklu w krótkim czasie pojawia się duża liczba ognisk, a w „wysokim” – bardzo mała liczba. Ważne jest jednak to, że bardzo silne epidemie mogą wystąpić w dowolnym momencie cyklu.

W epoce Apollo amerykańscy astronauci spędzili w kosmosie łącznie prawie 90 dni. Ponieważ promieniowanie z nieprzewidywalnych rozbłysków słonecznych dociera do Ziemi lub Księżyca w czasie krótszym niż 15 minut, jedynym sposobem ochrony przed nim byłoby użycie ołowianych pojemników. Ale jeśli moc rakiety wystarczyła, aby unieść tak dodatkowy ciężar, to dlaczego konieczne było wyruszenie w przestrzeń kosmiczną w maleńkich kapsułkach (dosłownie 0,1 mm aluminium) pod ciśnieniem 0,34 atmosfery?

Dzieje się tak pomimo faktu, że nawet cienka warstwa powłoki ochronnej, zwana „mylarem”, zdaniem załogi Apollo 11, okazała się tak ciężka, że ​​trzeba było ją pilnie usunąć z modułu księżycowego!

Wygląda na to, że NASA wybrała specjalnych ludzi na wyprawy księżycowe, choć dostosowanych do okoliczności, odlanych nie ze stali, ale z ołowiu. Amerykański badacz problemu, Ralph Rene, nie był zbyt leniwy, aby obliczyć, jak często aktywność Słońca powinna mieć wpływ na każdą z rzekomo zakończonych wypraw księżycowych.

Nawiasem mówiąc, jeden z autorytatywnych pracowników NASA (swoją drogą wybitny fizyk) Bill Modlin w swojej pracy „Prospects for Interstellar Travel” szczerze donosił: „Rozbłyski słoneczne mogą emitować protony GeV w tym samym zakresie energii, co większość kosmicznych cząstki, ale znacznie intensywniejsze. Wzrost ich energii wraz ze wzrostem promieniowania stwarza szczególne niebezpieczeństwo, gdyż protony GeV wnikają w kilkumetrową warstwę materii... Rozbłyski słoneczne (lub gwiazdowe) z emisją protonów są okresowo występującym bardzo poważnym zagrożeniem w przestrzeni międzyplanetarnej, które stwarza promieniowanie dawkę setek tysięcy rentgenów w ciągu kilku godzin w odległości od Słońca do Ziemi. Dawka ta jest śmiertelna i miliony razy wyższa od dopuszczalnej. Śmierć może nastąpić po 500 rentgenach w krótkim czasie.”

Tak, odważni Amerykanie musieli wtedy zabłysnąć gorzej niż czwarty blok energetyczny w Czarnobylu. „Cząstki kosmiczne są niebezpieczne, nadchodzą ze wszystkich kierunków i wymagają co najmniej dwóch metrów gęstej osłony wokół wszelkich żywych organizmów”. Ale kapsuły kosmiczne, które NASA pokazuje do dziś, miały nieco ponad 4 m średnicy. Przy grubości ścian zalecanej przez Modlina astronauci nawet bez żadnego sprzętu nie zmieściliby się w nich, nie mówiąc już o tym, że zabrakłoby paliwa do uniesienia takich kapsuł. Ale oczywiście ani kierownictwo NASA, ani astronauci, których wysłali na Księżyc, nie czytali książek swojego kolegi i będąc w błogiej nieświadomości, pokonali wszystkie ciernie na drodze do gwiazd.

Może jednak NASA faktycznie opracowała dla nich jakiś ultra niezawodny skafander kosmiczny, wykorzystując (oczywiście bardzo tajny) ultralekki materiał chroniący przed promieniowaniem? Ale dlaczego nie wykorzystano go nigdzie indziej, jak mówią, do celów pokojowych? No cóż, nie chcieli pomóc ZSRR w Czarnobylu: w końcu pierestrojka jeszcze się nie zaczęła. Ale na przykład w 1979 roku w tych samych USA doszło do poważnej awarii reaktora w elektrowni jądrowej Three Mile Island, która doprowadziła do stopienia rdzenia reaktora. Dlaczego więc amerykańscy likwidatorzy nie użyli skafandrów kosmicznych opartych na szeroko reklamowanej technologii NASA, kosztującej nie mniej niż 7 milionów dolarów, aby wyeliminować tę minę nuklearną o opóźnionym działaniu na swoim terytorium?..