Zemlja je jedinstvena kolijevka svih živih bića. Zaštićeni svojom atmosferom i magnetskim poljem, ne možemo razmišljati o prijetnjama zračenjem, osim onih koje stvaramo vlastitim rukama. Međutim, svi projekti istraživanja svemira - bliski i daleki - nepromjenjivo nailaze na problem zaštite od zračenja. Kozmos je neprijateljski raspoložen prema životu. Tamo nas ne očekuju.
Orbita Međunarodne svemirske stanice podignuta je nekoliko puta, a sada je njena nadmorska visina preko 400 km. To je učinjeno kako bi se leteći laboratorij odmaknuo od gustih slojeva atmosfere, gdje molekule plina i dalje prilično primjetno usporavaju let, a postaja gubi visinu. Da se orbita ne bi prečesto korigirala, bilo bi dobro podići postaju još više, ali to se ne može učiniti. Donji (protonski) pojas zračenja započinje oko 500 km od Zemlje. Dugi let unutar bilo kojeg pojasa zračenja (a ima ih dva) bit će poguban za posade.
Kozmonaut-likvidator
Ipak, ne može se reći da na visini na kojoj ISS trenutno leti ne postoji problem zaštite od zračenja. Prvo, na području južnog Atlantika postoji takozvana brazilska ili južnoatlantska magnetska anomalija. Ovdje se čini da Zemljino magnetsko polje popušta, a s njim se pokazuje da je donji pojas zračenja bliži površini. A ISS ga i dalje dodiruje, leti u ovom području.
Drugo, čovjeku u svemiru prijeti galaktičko zračenje - struja nabijenih čestica koja juri iz svih smjerova i ogromnom brzinom, nastala eksplozijama supernove ili djelovanjem pulsara, kvazara i drugih anomalnih zvjezdanih tijela. Neke od tih čestica zadržava Zemljino magnetsko polje (što je jedan od čimbenika stvaranja radijacijskog pojasa), dok drugi dio gubi energiju u sudaru s molekulama plina u atmosferi. Nešto dosegne površinu Zemlje, tako da je mala radioaktivna pozadina prisutna na našem planetu apsolutno svugdje. U prosjeku, osoba koja živi na Zemlji koja se ne bavi izvorima zračenja prima dozu od 1 miliseverta (mSv) godišnje. Astronaut na ISS-u zarađuje 0,5-0,7 mSv. Dnevno!
Pojasevi za zračenje
Promotivni video:
Zemljini radijacijski pojasevi su područja magnetosfere u kojima se nakupljaju nabijene čestice visoke energije. Unutarnji pojas sastoji se uglavnom od protona, vanjski se sastoji od elektrona. 2012. godine NASA-in satelit otkrio je još jedan pojas koji se nalazi između dva poznata.
"Može se napraviti zanimljiva usporedba", kaže Vjačeslav Šuršakov, voditelj Odjela za zaštitu od zračenja kozmonauta na Institutu za biomedicinske probleme Ruske akademije znanosti, kandidat fizičkih i matematičkih znanosti. - Dopuštenom godišnjom dozom za zaposlenika nuklearne elektrane smatra se 20 mSv - 20 puta više nego što prima obična osoba. Za specijaliste za hitne slučajeve, ove posebno obučene ljude, maksimalna godišnja doza je 200 mSv. To je već 200 puta više od uobičajene doze i … praktički isto koliko prima astronaut koji je godinu dana radio na ISS-u."
Trenutno je medicina utvrdila maksimalnu graničnu dozu koja se ne može prekoračiti tijekom čovjekova života kako bi se izbjegli ozbiljni zdravstveni problemi. To je 1000 mSv, odnosno 1 Sv. Dakle, čak i radnik NPP-a sa svojim standardima može pedeset godina raditi tiho, ne brinući ni o čemu. Kozmonaut će, s druge strane, iscrpiti svoju granicu za samo pet godina. No, čak i kad je letio četiri godine i stekao svojih zakonskih 800 mSv, teško da će mu biti dopušten novi let jednogodišnjeg trajanja, jer će postojati prijetnja od prekoračenja ograničenja.
„Drugi faktor opasnosti od zračenja u svemiru, - objašnjava Vjačeslav Šuršakov, - je aktivnost Sunca, posebno takozvane emisije protona. U trenutku izbacivanja u kratkom vremenu, astronaut na ISS-u može primiti dodatnih 30 mSv. Dobro je što se sunčani protonski događaji javljaju rijetko - 1-2 puta u 11-godišnjem solarnom ciklusu. Loše je što se ti procesi događaju stohastički, slučajnim redoslijedom i teško ih je predvidjeti. Ne sjećam se takvog da bi nas naša znanost unaprijed upozorila na predstojeće puštanje. To obično nije slučaj. Dozimetri na ISS-u iznenada pokazuju porast pozadine, pozivamo stručnjake za Sunce i dobivamo potvrdu: da, postoji anomalna aktivnost naše zvijezde. Upravo zbog ovih iznenadnih solarnih protonskih događaja nikada sa sigurnošću ne znamokakvu će dozu kozmonaut donijeti sa sobom sa leta.
Čestice koje vas izluđuju
Problemi s zračenjem za posade koje idu na Mars počet će na Zemlji. Brod težak 100 ili više tona morat će se dugo ubrzavati u niskoj zemaljskoj orbiti, a dio ove putanje proći će unutar pojasa zračenja. To nisu sati, već dani i tjedni. Dalje - nadilazeći magnetosferu i galaktičko zračenje u svom izvornom obliku, mnoge teške nabijene čestice, čiji se utjecaj pod "kišobranom" Zemljinog magnetskog polja osjeća malo.
„Problem je", kaže Vjačeslav Šuršakov, „što je učinak čestica na ključne organe ljudskog tijela (na primjer, živčani sustav) danas malo proučavan. Možda će zbog zračenja astronaut izgubiti pamćenje, izazvati abnormalne reakcije u ponašanju i agresiju. I vrlo je vjerojatno da ti učinci neće biti povezani s dozom. Dok se ne skupi dovoljno podataka o postojanju živih organizama izvan Zemljinog magnetskog polja, vrlo je rizično ići u duge svemirske ekspedicije."
Kad stručnjaci za zaštitu od zračenja sugeriraju da dizajneri letjelica povećavaju biološku sigurnost, oni odgovaraju na naizgled sasvim racionalno pitanje: „U čemu je problem? Je li itko od kozmonauta umro od zračenja? Nažalost, doze zračenja primljene na brodove niti na zvjezdanim brodovima budućnosti, ali uobičajene doze ISS-a, iako se uklapaju u standarde, nisu nimalo bezazlene. Iz nekog se razloga sovjetski kozmonauti nikada nisu žalili na vid - očito su se bojali svoje karijere, ali američki podaci jasno pokazuju da kozmičko zračenje povećava rizik od katarakte i neprozirnosti leća. Krvni testovi astronauta pokazuju porast kromosomskih aberacija u limfocitima nakon svakog svemirskog leta, što se u medicini smatra tumorskim biljegom. Općenito je zaključeno dada dobivanje dopuštene doze od 1 Sv tijekom života skraćuje život u prosjeku za tri godine.
Mjesečevi rizici
Jedan od "snažnih" argumenata pristaša "lunarne zavjere" je tvrdnja da bi prelazak radijacijskog pojasa i boravak na Mjesecu, gdje nema magnetskog polja, prouzročio neizbježnu smrt astronauta od zračenja. Američki astronauti doista su morali prijeći Zemljine pojase zračenja - protonske i elektroničke. No, to se dogodilo samo nekoliko sati, a doze koje su posade Apolla primale tijekom misija pokazale su se značajnima, ali usporedivima s onima koje su primali ISS-ovi starosjedioci. “Naravno, Amerikanci su imali sreće”, kaže Vjačeslav Šuršakov, “uostalom, za vrijeme njihovih letova nije se dogodio niti jedan solarni protonski događaj. Ako bi se to dogodilo, astronauti bi primali subletalne doze - ne 30 mSv, već 3 Sv.
Smočite ručnike
„Mi, stručnjaci u području zaštite od zračenja“, kaže Vjačeslav Šuršakov, „inzistiramo na jačanju zaštite posada. Primjerice, na ISS-u su najugroženije kabine astronauta u kojima se oni odmaraju. Tamo nema dodatne mase, a samo metalni zid debljine nekoliko milimetara dijeli čovjeka od svemira. Ako ovu barijeru smanjimo na vodeni ekvivalent prihvaćen u radiologiji, to je samo 1 cm vode. Za usporedbu: Zemljina atmosfera pod kojom se skrivamo od zračenja ekvivalentna je 10 m vode. Nedavno smo predložili zaštitu kabina astronauta dodatnim slojem ručnika i salveta natopljenih vodom, što bi uvelike smanjilo učinke zračenja. Lijekovi se razvijaju za zaštitu od zračenja - iako se još uvijek ne koriste na ISS-u. Može biti,u budućnosti ćemo, koristeći metode medicine i genetskog inženjeringa, moći poboljšati ljudsko tijelo tako da njegovi kritični organi budu otporniji na čimbenike zračenja. Ali u svakom slučaju, bez pomne pozornosti znanosti na ovaj problem, čovjek može zaboraviti na svemirske letove na velike udaljenosti."
Oleg Makarov
