Koliko je kosmičko zračenje opasno za ljude?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Zadnja izmjena: 2023-12-16 15:59

Zemlja je jedinstvena kolevka svih živih bića. Zaštićeni njegovom atmosferom i magnetnim poljem, ne možemo razmišljati o opasnostima od zračenja, osim o onima koje stvaramo vlastitim rukama. Međutim, svi projekti istraživanja svemira – bliski i daleki – uvijek se susreću s problemom radijacijske sigurnosti. Svemir je neprijateljski raspoložen prema životu. Tamo nas ne očekuju.

Orbita Međunarodne svemirske stanice je nekoliko puta podizana, a sada je njena visina preko 400 km. To je učinjeno kako bi se leteća laboratorija udaljila od gustih slojeva atmosfere, gdje molekuli plina i dalje prilično primjetno usporavaju let i stanica gubi visinu. Da se orbita ne bi prečesto korigovala, bilo bi dobro da stanicu podignemo još više, ali to se ne može učiniti. Donji (protonski) radijacijski pojas počinje oko 500 km od Zemlje. Dug let unutar nekog od radijacijskih pojaseva (a postoje dva) bit će katastrofalan za posadu.

Kosmonaut-likvidator

Ipak, ne može se reći da nema problema radijacione sigurnosti na visini na kojoj trenutno leti ISS. Prvo, u južnom Atlantiku postoji takozvana brazilska, ili južnoatlantska, magnetna anomalija. Ovdje se čini da Zemljino magnetsko polje pada, a s njim se ispostavlja da je donji radijacijski pojas bliže površini. I ISS ga i dalje dodiruje, leti u ovoj oblasti.

Drugo, čovjeku u svemiru prijeti galaktičko zračenje - tok nabijenih čestica koji juri iz svih smjerova i ogromnom brzinom, nastalih eksplozijama supernove ili aktivnošću pulsara, kvazara i drugih anomalnih zvjezdanih tijela. Neke od ovih čestica zadržava magnetsko polje Zemlje (koje je jedan od faktora u formiranju radijacijskih pojaseva), dok drugi dio gubi energiju u sudarima s molekulima plina u atmosferi.

Nešto dopire do površine Zemlje, tako da je mala radioaktivna pozadina prisutna na našoj planeti apsolutno svuda. U prosjeku, osoba koja živi na Zemlji koja se ne bavi izvorima zračenja godišnje prima dozu od 1 milisivert (mSv). Astronaut na ISS-u zarađuje 0,5–0,7 mSv. Dnevno!

Radijacijski pojasevi

Zemljini pojasevi zračenja su područja magnetosfere u kojima se akumuliraju visokoenergetske nabijene čestice. Unutrašnji pojas se sastoji uglavnom od protona, a spoljašnji od elektrona. 2012. godine NASA-in satelit je otkrio još jedan pojas, koji se nalazi između dva poznata.

„Može se napraviti zanimljivo poređenje“, kaže Vjačeslav Šuršakov, šef odeljenja radijacione bezbednosti kosmonauta Instituta za biomedicinske probleme Ruske akademije nauka, kandidat fizičko-matematičkih nauka. - Dozvoljenom godišnjom dozom za zaposlenog u nuklearki smatra se 20 mSv - 20 puta više nego što prima običan čovjek. Za specijaliste za hitne slučajeve, ove posebno obučene ljude, maksimalna godišnja doza je 200 mSv. Ovo je već 200 puta više od uobičajene doze i… praktički istu količinu koju dobije astronaut koji je godinu dana radio na ISS-u."

Trenutno je medicina uspostavila granicu maksimalne doze, koja se ne može prekoračiti tokom života osobe kako bi se izbjegli ozbiljni zdravstveni problemi. To je 1000 mSv, odnosno 1 Sv. Dakle, čak i zaposlenik NEK sa svojim standardima može tiho raditi pedeset godina bez brige.

Astronaut će, s druge strane, svoj limit iscrpiti za samo pet godina. Ali, čak i nakon što je letio četiri godine i dobio svojih zakonskih 800 mSv, teško da će mu biti dozvoljen novi let u trajanju od godinu dana, jer će prijeti prekoračenje ograničenja.

„Još jedan faktor opasnosti od zračenja u svemiru, - objašnjava Vjačeslav Šuršakov, - je aktivnost Sunca, posebno takozvana emisija protona. U trenutku katapultiranja, za kratko vrijeme, astronaut na ISS-u može dobiti dodatnih 30 mSv. Dobro je što se događaji solarnih protona retko dešavaju - 1-2 puta u 11-godišnjem ciklusu solarne aktivnosti. Loše je što se ovi procesi odvijaju stohastički, nasumičnim redoslijedom i teško ih je predvidjeti.

Ne sjećam se takvih da bi nas naša nauka unaprijed upozorila na predstojeće oslobađanje. To obično nije slučaj. Dozimetri na ISS-u iznenada pokazuju povećanje pozadine, zovemo specijaliste na Suncu i dobijamo potvrdu: da, postoji anomalna aktivnost naše zvijezde. Upravo zbog tako iznenadnih solarnih protonskih događaja nikada ne znamo tačno koju će dozu astronaut ponijeti sa sobom sa leta."

Lude čestice

Problemi radijacije za posade koje idu na Mars počet će već na Zemlji. Brod težak 100 tona ili više morat će se dugo ubrzavati u niskoj orbiti, a dio ove putanje proći će unutar radijacijskih pojaseva. To više nisu sati, već dani i sedmice. Dalje - izlazeći izvan magnetosfere i galaktičkog zračenja u svom izvornom obliku, mnoge teške nabijene čestice, čiji se udar pod "kišobranom" Zemljinog magnetskog polja malo osjeća.

„Problem je“, kaže Vjačeslav Šuršakov, „što je uticaj čestica na kritične organe ljudskog tela (na primer, nervni sistem) danas malo proučavan. Možda će zračenje uzrokovati da astronaut izgubi pamćenje, izazvati abnormalne reakcije u ponašanju i agresiju. I vrlo je vjerovatno da ovi efekti neće biti povezani sa dozom. Sve dok se ne prikupi dovoljno podataka o postojanju živih organizama izvan Zemljinog magnetnog polja, vrlo je rizično ići u duge svemirske ekspedicije."

Kada stručnjaci za sigurnost od zračenja predlažu da dizajneri svemirskih letjelica povećaju biosigurnost, oni odgovaraju na naizgled sasvim racionalno pitanje: „U čemu je problem? Da li je neko od kosmonauta umro od radijacijske bolesti? Nažalost, doze zračenja primljene na brodu nisu čak ni zvjezdani brodovi budućnosti, već uobičajeni ISS, iako se uklapaju u standarde, nisu nimalo bezopasni.

Iz nekog razloga, sovjetski kosmonauti nikada se nisu žalili na svoj vid - očigledno, bojali su se za svoje karijere, ali američki podaci jasno pokazuju da kosmičko zračenje povećava rizik od katarakte i zamućenja sočiva. Krvni testovi astronauta pokazuju povećanje hromozomskih aberacija u limfocitima nakon svakog svemirskog leta, što se u medicini smatra tumorskim markerom. Generalno, zaključeno je da primanje dozvoljene doze od 1 Sv tokom života skraćuje život u prosjeku za tri godine.

Lunarni rizici

Jedan od "jakih" argumenata pristalica "mjesečeve zavjere" je tvrdnja da bi prelazak radijacijskih pojaseva i boravak na Mjesecu, gdje nema magnetnog polja, uzrokovao neizbježnu smrt astronauta od radijacijske bolesti. Američki astronauti su zaista morali prijeći Zemljine radijacijske pojaseve - protonske i elektronske. Ali to se dogodilo samo nekoliko sati, a doze koje su primile posade Apolla tokom misija pokazale su se značajnim, ali uporedivim s onima koje su primili oldtajmeri ISS-a. „Naravno, Amerikanci su imali sreće“, kaže Vjačeslav Šuršakov, „na kraju krajeva, tokom njihovih letova nije se desio nijedan solarni protonski događaj. Ako bi se to dogodilo, astronauti bi dobili subletalne doze - ne 30 mSv, već 3 Sv.

Navlažite svoje peškire

„Mi, specijalisti u oblasti radijacione bezbednosti“, kaže Vjačeslav Šuršakov, „inzistiramo da se pojača zaštita posada. Na primjer, na ISS-u najugroženije su kabine kosmonauta, gdje se odmaraju. Tu nema dodatne mase, a samo metalni zid debljine nekoliko milimetara odvaja čovjeka od svemira. Ako ovu barijeru svedemo na vodni ekvivalent prihvaćen u radiologiji, to je samo 1 cm vode.

Poređenja radi: Zemljina atmosfera, ispod koje se krijemo od radijacije, jednaka je 10 m vode. Nedavno smo predložili da se kabine astronauta zaštite dodatnim slojem vodom natopljenih peškira i salveta, što bi uvelike smanjilo efekte radijacije. Razvijaju se lijekovi za zaštitu od zračenja, iako se još ne koriste na ISS-u.

Možda ćemo u budućnosti, koristeći metode medicine i genetskog inženjeringa, uspjeti unaprijediti ljudsko tijelo tako da njegovi kritični organi budu otporniji na faktore zračenja. Ali u svakom slučaju, bez velike pažnje nauke na ovaj problem, može se zaboraviti na svemirske letove na velike udaljenosti."