Kozmik radyasyon, uzay aracı tasarımcıları için büyük bir sorundur. Ay yüzeyinde olacak veya evrenin derinliklerine uzun yolculuklara çıkacak olan astronotları ondan korumaya çalışırlar. Gerekli koruma sağlanmazsa, büyük bir hızla uçan bu parçacıklar, astronotun vücuduna nüfuz edecek, DNA'sına zarar verecek ve bu da kanser riskini artırabilecektir. Ne yazık ki, şimdiye kadar bilinen tüm koruma yöntemleri ya etkisizdir ya da uygulanamaz.
Alüminyum gibi geleneksel olarak uzay aracı yapımında kullanılan malzemeler bazı kozmik parçacıkları yakalar, ancak yıllarca uzay uçuşu için daha sağlam koruma gerekir.
ABD Havacılık ve Uzay Ajansı (NASA), ilk bakışta en abartılı fikirleri isteyerek üstlenir. Sonuçta, hangisinin bir gün ciddi bir atılıma dönüşeceğini kimse kesin olarak tahmin edemez. uzay araştırması. Ajansın, bu tür gelişmeleri çok uzun bir süre için biriktirmek üzere tasarlanmış, gelişmiş kavramlar için özel bir enstitüsü (NASA İleri Kavramlar Enstitüsü - NIAC) vardır. Bu enstitü aracılığıyla NASA, çeşitli üniversitelere ve enstitülere "parlak çılgınlıklar" geliştirmeleri için hibeler dağıtıyor.
Aşağıdaki seçenekler şu anda araştırılmaktadır:

Belirli malzemeler tarafından korunmaktadır. Su veya polipropilen gibi bazı malzemeler iyi koruyucu özelliklere sahiptir. Ancak uzay gemisini onlarla korumak için birçoğuna ihtiyaç duyulacak, geminin ağırlığı kabul edilemez derecede büyük olacak.
Şu anda NASA çalışanları, gelecekteki uzay araçlarının montajında ​​kullanılacak, polietilene benzer yeni bir ağır hizmet malzemesi geliştirdiler. "Uzay plastiği" astronotları kozmik radyasyondan metal ekranlardan daha iyi koruyabilecek, ancak bilinen metallerden çok daha hafif olacak. Uzmanlar, malzemeye yeterli ısı direnci verildiğinde, ondan uzay aracı kaplamaları yapmanın bile mümkün olacağına inanıyorlar.
Daha önce, yalnızca tamamen metal bir kabuğun, insanlı bir uzay aracının Dünya'nın radyasyon kuşaklarından - gezegenin yakınındaki manyetik alan tarafından tutulan yüklü parçacık akışlarından - geçmesine izin vereceği düşünülüyordu. ISS'ye yapılan uçuşlar sırasında, istasyonun yörüngesi tehlikeli alanın belirgin şekilde altından geçtiği için bu durumla karşılaşılmadı. Ek olarak, astronotlar, bir gama kaynağı olan Güneş'teki işaret fişekleri tarafından tehdit edilmektedir. röntgen, ve geminin detayları ikincil radyasyon yeteneğine sahiptir - radyasyonla "ilk buluşma" sırasında oluşan radyoizotopların bozulması nedeniyle.
Bilim adamları artık yeni RXF1 plastiğinin bu sorunlarla daha iyi başa çıktığına inanıyor ve düşük yoğunluğun lehine olan son argüman değil: roketlerin taşıma kapasitesi hala yeterince büyük değil. Alüminyum ile karşılaştırıldığı laboratuvar testlerinin sonuçları bilinmektedir: RXF1, üç kat daha düşük yoğunlukta üç kat daha fazla yüke dayanabilir ve daha yüksek enerjili parçacıkları yakalayabilir. Polimerin henüz patenti alınmamıştır, bu nedenle üretim yöntemi bildirilmemiştir. Lenta.ru tarafından science.nasa.gov'a atıfta bulunularak rapor edilmiştir.

şişme yapılar Son derece dayanıklı RXF1 plastikten yapılmış şişirilebilir modül, piyasaya sürüldüğünde yalnızca daha kompakt olmakla kalmayacak, aynı zamanda tek parça çelik yapıdan daha hafif olacak. Tabii ki, geliştiricilerinin ayrıca "uzay enkazı" ile birlikte mikrometeoritlere karşı yeterince güvenilir koruma sağlaması gerekecek, ancak bunda temelde imkansız bir şey yok.
Zaten orada bir şey var - bu özel bir şişme insansız gemi Genesis II zaten yörüngede. 2007'de piyasaya sürüldü Rus füzesi"Dinyeper". Ayrıca, özel bir şirket tarafından oluşturulan bir cihaz için kütlesi oldukça etkileyici - 1300 kg'ın üzerinde.

CSS (Ticari Uzay İstasyonu) Skywalker, şişirilebilir bir yörünge istasyonunun ticari bir projesidir. NASA, 20110-2013 projesini desteklemek için yaklaşık 4 milyar dolar ayırıyor.Uzay araştırmaları ve gök cisimleri için şişme modüller için yeni teknolojilerin geliştirilmesinden bahsediyoruz. Güneş Sistemi.

Şişirilebilir yapının ne kadara mal olacağı bildirilmiyor. Ancak yeni teknolojilerin geliştirilmesi için toplam maliyetler zaten açıklandı. 2011'de bu amaçlar için 652 milyon dolar, 2012'de (bütçe yeniden revize edilmezse) - 1262 milyon dolar, 2013'te - 1808 milyon dolar, tek bir büyük ölçekli programa odaklanmadan "Takımyıldızları" tahmin ediyor.
Şişirilebilir modüller, otomatik yerleştirme cihazları, yörünge içi yakıt depolama sistemleri, otonom yaşam destek modülleri ve diğer yerlere iniş sağlayan kompleksler gök cisimleri. Bu, şu anda NASA'nın aya bir adam indirme sorununu çözmek için belirlenen görevlerin sadece küçük bir kısmı.

Manyetik ve elektrostatik koruma. Güçlü mıknatıslar, uçan parçacıkları saptırmak için kullanılabilir, ancak mıknatıslar çok ağırdır ve kozmik radyasyonu yansıtacak kadar güçlü bir manyetik alanın astronotlar için ne kadar tehlikeli olacağı henüz bilinmemektedir.

Ay yüzeyinde manyetik korumalı uzay aracı veya istasyon. Alan gücüne sahip bir toroidal süper iletken mıknatıs, kozmik ışınların çoğunun mıknatısın içinde bulunan kokpite girmesine izin vermeyecek ve böylece kozmik radyasyondan gelen toplam radyasyon dozlarını onlarca veya daha fazla azaltacaktır.

NASA'nın gelecek vaat eden projeleri, ay tabanı için bir elektrostatik radyasyon kalkanı ve sıvı aynalı bir ay teleskopudur (spaceflightnow.com'dan çizimler).

Sıvı hidrojen koruması. NASA, uzay radyasyonuna karşı bir kalkan olarak mürettebat bölmesinin etrafına yerleştirilebilecek sıvı hidrojen içeren uzay aracı yakıt tanklarını kullanmayı düşünüyor. Bu fikir, kozmik radyasyonun diğer atomların protonlarıyla çarpıştığında enerji kaybetmesi gerçeğine dayanmaktadır. Hidrojen atomunun çekirdeğinde yalnızca bir proton bulunduğundan, çekirdeklerinin her birinin protonu radyasyonu "yavaşlatır". Daha ağır çekirdekli elementlerde bazı protonlar diğerlerini bloke eder, dolayısıyla kozmik ışınlar onlara ulaşmaz. Hidrojen koruması sağlanabilir, ancak kanser risklerini önlemek için yeterli değildir.

Biyo giysi. Bu Bio-Suit projesi, Massachusetts Teknoloji Enstitüsü'nde (MIT) bir grup profesör ve öğrenci tarafından geliştirilmektedir. "Bio" - bu durumda, biyoteknoloji anlamına gelmez, hafiflik, uzay giysileri için olağandışı kolaylık ve hatta bir yerde, vücudun bir devamı olan kabuğun algılanamazlığı anlamına gelir.
Uzay giysisini çeşitli kumaşlardan ayrı parçalardan dikip yapıştırmak yerine, hızlı sertleşen bir sprey şeklinde doğrudan kişinin derisine püskürtülecek. Doğru, kask, eldiven ve botlar hala geleneksel kalacak.
Bu tür püskürtme teknolojisi (malzeme olarak özel bir polimer kullanılır) ABD ordusu tarafından zaten test ediliyor. Bu işleme Electrospinlacing denir, ABD Ordusu Araştırma Merkezi - Asker sistemleri merkezi Natick'ten uzmanlar tarafından yürütülmektedir.
Basitçe söylemek gerekirse, polimerin en küçük damlacıklarının veya kısa liflerinin elektrik şarjı ve etkisi altında elektrostatik alan kaynaşmış bir yüzey oluşturdukları hedeflerine - bir filmle kaplanması gereken nesneye - acele edin. MIT'den bilim adamları, benzer bir şey yaratmayı planlıyorlar, ancak canlı bir insanın vücudunda nem ve hava geçirmez bir film oluşturabiliyorlar. Sertleştikten sonra film, kolların ve bacakların hareketi için yeterli esnekliği korurken yüksek mukavemet kazanır.
Projenin, çeşitli yerleşik elektroniklerle dönüşümlü olarak gövdeye bu şekilde birkaç farklı katman püskürtüleceği zaman bir seçenek sunduğu da eklenmelidir.

MIT bilim adamlarının görüşüne göre uzay giysilerinin gelişim çizgisi (mvl.mit.edu sitesinden çizim).

Ama sonuçta, şimdi bu sonuca doğru ilerlemeye başlamazsanız, "harika gelecek" gelmeyecektir.

16.3. Gözlerde ve elektronik çiplerde yanıp söner

Okuyucu, Amerikan astronotlarının aya olan uzay yolculuğunun çok iyi farkındadır. Dünyalılar birkaç sefer sırasında Apollo uzay aracıyla Ay'a gittiler. Astronotlar, dünyanın manyetosferinin dışında uzun bir süre de dahil olmak üzere, uzayda birkaç gün geçirdiler.

Neil Armstrong (ayda yürüyen ilk astronot), uçuş sırasında olağandışı duyumlarını Dünya'ya bildirdi: bazen gözlerinde parlak parıltılar gözlemledi. Bazen sıklıkları günde yaklaşık yüze ulaştı (Şekil 16.5). Bilim adamları bu fenomeni anlamaya başladılar ve çabucak sonuca vardılar ki ... bundan galaktik kozmik ışınlar sorumludur. Göz küresine nüfuz eden bu yüksek enerjili parçacıklar, gözü oluşturan madde ile etkileşime girdiğinde Cherenkov'un parlamasına neden olur. Sonuç olarak, astronot parlak bir flaş görür. Madde ile en etkili etkileşim, diğer tüm parçacıkların kozmik ışınlarının bileşiminde en büyüğü olan protonlar değil, ağır parçacıklar - karbon, oksijen, demir. Büyük bir kütleye sahip olan bu parçacıklar, daha hafif olanlara göre kat ettikleri mesafe başına enerjilerinin çok daha fazlasını kaybederler. Cherenkov parıltısının oluşumundan ve retinanın uyarılmasından - gözün hassas zarından sorumlu olanlar onlardır. Şimdi bu fenomen yaygın olarak biliniyor. Muhtemelen N. Armstrong'dan önce bile gözlemlendi, ancak tüm uzay pilotları bunu Dünya'ya bildirmedi.
Şimdi bu fenomeni daha derinlemesine incelemek için Uluslararası Uzay İstasyonunda özel bir deney yapılıyor. Şuna benziyor: astronotun kafasına yüklü parçacıkları tespit etmek için dedektörlerle doldurulmuş bir kask konur. Kozmonot, gözlemlediği parlamalardan parçacığın geçiş anını kaydetmeli ve dedektörler, onların gözden ve dedektörden geçişlerini bağımsız bir “inceleme” yapmalıdır. Kozmonotların ve astronotların gözlerindeki ışık parlamaları, insan görme organının - gözün - kozmik parçacıkların detektörü olarak nasıl hizmet edebileceğinin bir örneğidir.
Ancak uzayda yüksek enerjili kozmik ışınların varlığının tatsız sonuçları bununla da bitmiyor...

Yaklaşık yirmi yıl önce, uyduların yerleşik bilgisayarlarının çalışmasının kesintiye uğrayabileceği fark edildi. Bu ihlaller iki tür olabilir: bilgisayar "donabilir" ve bir süre sonra iyileşir, ancak bazen başarısız olur. Yine bu fenomeni inceleyen bilim adamları, ağır GCR parçacıklarının bundan sorumlu olduğu sonucuna vardılar. Göz küresi durumunda olduğu gibi, çipe nüfuz ederler ve "kalbinde" yerel, mikroskobik rahatsızlıklara neden olurlar - yapıldığı yarı iletken malzemenin hassas bir alanı. Bu etkinin mekanizması Şek. 16.6. Çip malzemesindeki elektrik akımı taşıyıcılarının hareketinin ihlali ile ilişkili oldukça karmaşık işlemlerin bir sonucu olarak, çalışmasında bir arıza meydana gelir ("tek arızalar" olarak adlandırılır). Bu, çalışmasını kontrol eden bilgisayar sistemleriyle doldurulmuş modern uyduların yerleşik ekipmanı için hoş olmayan bir fenomendir. Sonuç olarak, uydu yönünü kaybedebilir veya operatörden Dünya'dan gerekli komutu yerine getiremeyebilir. En kötü durumda, gerekli yedek bilgisayar sistemi gemide değilse, uydu kaybolabilir.

Şek. 16.7. Birkaç yıl boyunca uydulardan birinde gözlemlenen arızaların sıklığını gösterir. Güneş aktivitesi eğrisi de burada çizilir. Her iki fenomen arasında yüksek bir korelasyon vardır. Minimum güneş aktivitesi yıllarında, GCR akısı maksimum olduğunda (modülasyon fenomenini hatırlayın), arızaların sıklığı artar ve GCR akısı minimum olduğunda maksimuma düşer. Bu nahoş fenomenle savaşmak imkansız. Hiçbir koruma uyduyu bu parçacıklardan kurtarmaz. Muazzam enerjileriyle bu parçacıkların nüfuz gücü çok büyüktür.
Aksine, cilt kalınlığında bir artış uzay gemisi ters etkiye yol açar. Sonuç olarak nötronlar üretilir. nükleer reaksiyonlar Madde içeren GCR, geminin içinde güçlü bir radyasyon arka planı oluşturur. Çipin yakınında bulunan malzeme ile etkileşime giren bu ikincil nötronlar, sırayla, çiplerin içine nüfuz ederek arızalar yaratan ağır parçacıklar üretir.

Burada ağır yüklü parçacıkların sadece kozmik ışınlarda bulunmadığını okuyucuya hatırlatmak gerekir. Ayrıca radyasyon kuşaklarının bileşiminde bulunurlar, özellikle birçoğu iç kısımda, Dünya'ya en yakın kısımda. Burada hem protonlar hem de daha ağır parçacıklar var. Ve enerjileri yüzlerce MeV'yi aşabilir. Şimdi Dünya'nın üzerinde "sarkan" Güney Atlantik anomalisini hatırlayalım. 500 kilometre yükseklikte uçan bir uzay aracının elektroniğinin bu parçacıkları “hissetmesi” gerektiğini hayal etmek kolaydır. Bu şekilde. Şekil 16.8'e bir göz atın ve en yüksek arıza oranının anomali alanında gerçekleştiğini görebilirsiniz.

Benzer bir fenomen, güçlü güneş patlamaları sırasında meydana gelir. SCR'lerdeki protonlar ve ağır çekirdekler, çiplerde aynı tek arızalara neden olabilir. Ve gerçekten gözlemleniyorlar. Böyle bir örnek, Şekil 16.9'da gösterilmiştir: 14 Temmuz 2000'de güçlü bir güneş fırtınası sırasında. (14 Temmuz'da Bastille Günü'nde gerçekleşmesi nedeniyle, buna “Bastille Günü” adı verildi), yoğun güneş protonları akışları Dünya'nın manyetosferine “düştü” ve uyduların çalışmasında arızalara neden oldu. GKL'den - çip öldürücülerden - tek kurtuluş, yerleşik ekipmanın özellikle önemli elektronik elemanlarının çoğaltılmasıyla ilgili teknik araçlardır.
Sadece yerleşik elektronik ekipmanın yaratıcıları olan mühendisler değil, uzayda yüksek enerjili kozmik ışınların varlığından endişe duyuyorlar. Biyologlar ayrıca bu parçacıkların etki mekanizmalarını da inceliyorlar. Kısaca böyle görünüyorlar.
Biyolojik dokuların ana maddesi olan su, radyasyon etkisi altında iyonize olur, DNA'nın moleküler bağlarını yok edebilen serbest radikaller oluşur. Ağır yüklü bir parçacığın yavaşlaması sırasında DNA molekülüne doğrudan hasar senaryosu da hariç tutulmaz (Şekil 16.10).

Pirinç. 16.10. Ağır GCR parçacıklarının ~ 20 angstromluk lineer boyutları içinde bir DNA molekülü ile etkileşimi, yapısında iki şekilde bozulmalara yol açabilir: ya serbest radikallerin oluşumu yoluyla ya da doğrudan molekülün kendisine zarar vererek.

Pirinç. 16.11. Alfa parçacıkları (helyum çekirdekleri) ve kozmik ışınların diğer ağır parçacıkları, hücreleri elektronlardan - hafif parçacıklardan daha etkili bir şekilde etkiler. Ağır parçacıklar, maddede birim yol başına daha hafif olanlardan çok daha fazla enerji kaybeder. Bu, bu şekilde açıkça gösterilmiştir: elektronlardan ve ağır parçacıklardan gelen aynı radyasyon dozlarıyla, ikinci durumda hasarlı hücrelerin sayısı daha fazladır.

Sonuç? Kanserojen de dahil olmak üzere hoş olmayan genetik sonuçlar. Şekil 16.11, ağır parçacıkların biyolojik doku üzerindeki etkisini açıkça göstermektedir: protonlardan daha ağır parçacıklara maruz kalma durumunda hasarlı hücrelerin sayısı çarpıcı biçimde artmaktadır.
Elbette kansere neden olabilecek tek etkenin kozmik ışınlardaki ağır elementler olduğu varsayılamaz. Biyologlar, aksine, diğer tüm faktörlerin yanı sıra dış ortam DNA'yı etkileyebilecek - radyasyon öncü bir rol oynamaz. Örneğin, bazı kimyasal bileşikler radyasyondan çok daha hassas rahatsızlıklara neden olabilir. Bununla birlikte, uzun bir uzay uçuşu koşulları altında, Dünya'nın manyetik alanının dışında, bir kişi kendisini esas olarak radyasyonla yalnız bulur. Üstelik bu, insanlara tanıdık gelen olağan radyasyon değildir. Bunlar, şimdi bildiğimiz gibi, ağır yüklü parçacıklar içeren galaktik kozmik ışınlardır. DNA hasarına neden olurlar. Bu apaçık. Bu etkileşimin etkileri tam olarak açık değildir. Böyle bir etkileşimin olası, örneğin kanserojen sonuçları hakkındaki ifade ne anlama geliyor?
Burada, bugün uzay tıbbı ve biyolojisi uzmanlarının kapsamlı bir cevap veremedikleri belirtilmelidir. Gelecekteki araştırmalarda ele alınması gereken sorunlar var. Örneğin, tek başına DNA hasarı mutlaka kansere yol açmaz. Ayrıca, yapılarının ihlali hakkında bir tehlike sinyali alan DNA molekülleri, “onarım programını” kendi başlarına açmaya çalışırlar. Ve bu bazen olur, başarı olmadan olmaz. Herhangi bir fiziksel yaralanma, vücuda aynı çekiç darbesi, moleküler düzeyde radyasyondan çok daha fazla hasara neden olur. Ancak hücreler DNA'yı geri yükler ve vücut bu olayı “unutur”.
DNA'nın kararlılığı son derece yüksektir: yerel koşullar ne olursa olsun mutasyon olasılığı 10 milyonda 1'i geçmez. Bu, yaşamın yeniden üretilmesinden sorumlu biyolojik yapının olağanüstü güvenilirliğidir. Süper güçlü radyasyon alanları bile onu kıramaz. Büyük radyasyon alanlarında mutasyona uğramayan, binlerce Gy'ye ulaşan bir dizi bakteri var. Kristal silisyum ve birçok yapısal malzeme bile böyle bir doz yüküne dayanamaz.
Buradaki sorun, biyologlara göründüğü gibi, onarım programında bir başarısızlık olabilir: örneğin, kromozom DNA yapısında tamamen gereksiz bir yere gidebilir. Şimdi bu durum tehlikeli olmaya başladı. Ancak burada bile çok değişkenli bir olay dizisi mümkündür.
İlk olarak, mutasyon sürecinin - "yanlış hücrelerin" yeniden üretilmesinin uzun zaman aldığını hesaba katmalıyız. Biyologlar, birincil olumsuz etki ile bu etkinin olumsuz gerçekleşmesi arasında on yılların geçebileceğine inanıyor. Bu süre, milyarlarca hücreden oluşan mutasyonlara maruz kalan bir hücre neoplazmı oluşturmak için gereklidir. Bu nedenle, olumsuz etkilerin gelişimini tahmin etmek oldukça sorunlu bir konudur.
Radyasyonun biyolojik yapılar üzerindeki etkisi sorununun bir diğer yanı, düşük dozlara maruz kalma sürecinin iyi anlaşılmamasıdır. Dozun büyüklüğü - radyasyon miktarı - ve radyasyon hasarı arasında doğrudan bir ilişki yoktur. Biyologlar buna inanıyor farklı şekiller Kromozomlar radyasyona farklı tepki verir. Bunlardan biri, etkinin tezahürü için önemli dozlarda radyasyon “gerektirir”, diğerleri ise ultra küçük olanlara bile ihtiyaç duyar. Buradaki sebep nedir? Bunun henüz bir cevabı yok. Ayrıca, biyolojik yapıların aynı anda iki veya daha fazla radyasyon türüne maruz kalmasının sonuçları tam olarak net değildir: örneğin, GCR ve SCR veya GCR, SCR ve radyasyon kuşakları. Bu kozmik radyasyon türlerinin bileşimi farklıdır ve her biri kendi sonuçlarına yol açabilir. Ancak bunların birleşik etkisinin etkisi açık değildir. Bu soruların nihai cevabı yalnızca gelecekteki deneylerin sonuçlarında yatmaktadır.

"Bu sonuç, uzun vadeli uçuşları planlamak için önemlidir: daha uzağa uçabileceğiniz ve daha uzun uçabileceğiniz anlamına gelir. Genel olarak radyasyon dozları yüksek olsa da ve soru, astronotların sağlığını korumak için onları nasıl azaltacağınız sorusu olmaya devam ediyor. " diyor araştırmanın yazarlarından biri, Rusya Bilimler Akademisi Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü'nden Vyacheslav Shurshakov.

ISS'deki "Matryoshka-R" deneyi, istasyona özel yolcuların teslim edildiği 2004 yılında başladı. Biri oldukça saygın görünüyordu. Sakson tipi yüz, birçok kişinin kıskandığı bir rakam - bir metre yetmiş beş ve yetmiş kg. Dedikleri gibi, gereksiz bir "şişman" değil. Avrupa kökenlidir ve bilim çevrelerinde "Bay Rando" olarak bilinir. Ancak bir başkası, bir Rus daha alışılmadık bir “görünüm” var: ölçeklerde sadece otuz kg çekiyor, ancak yükseklik ve kapaklı bir metre - 34 santimetre hakkında söylenemez. Çap olarak. Başka bir deyişle, bu ... bir top.

Hem "Sakson" hem de küresel arkadaşı mankenlerdir. Ayrıca hayaletler olarak da adlandırılırlar: her ikisi de farklılıklara rağmen, neredeyse bire bir taklit eder. insan vücudu. Daha doğrusu, insanların dokunduğu kimyasal ve biyolojik "malzeme". Her biri en hassas dedektörlerle, iyonlaştırıcı radyasyon sensörleriyle doludur.

"Kritik iç organları - gastrointestinal sistem, hematopoietik sistem, merkezi organ - etkileyen radyasyon dozunu ölçmemiz gerekiyor. gergin sistem. Bir dozimetreyi doğrudan insan vücuduna yerleştirmek mümkün değil, bu nedenle doku eşdeğeri fantomlar kullanılıyor” diyor uzmanlar.

Böyle bir fantom ilk olarak ISS'nin dış yüzeyine, absorpsiyon parametreleri açısından şuna tekabül eden kapalı bir kapta yerleştirildi. uzay giysisi, ardından istasyonun içine taşındı. Rus bilim adamları, Polonya, İsveç, Almanya ve Avusturya'dan meslektaşlarıyla birlikte NUNDO bilgisayar modelini kullanarak toplanan verileri yeniden hesapladılar ve her bir iç organ için radyasyon dozunun doğru tahminlerini elde ettiler.

Hesaplamalar, radyasyonun iç organlar üzerindeki gerçek etkisinin "sıradan" dozimetrelerle gösterilenden çok daha düşük olduğunu göstermiştir. Bir uzay yürüyüşü sırasında, vücuttaki doz %15 daha düşük olacak ve istasyonun içinde - tamamı kozmonotun göğsündeki bir cepte bulunan bireysel bir dozimetre tarafından ölçülen dozdan %100 (yani iki kat) daha az olacaktır.

Uzmanlara göre, hiç kimsenin aşma hakkına sahip olmadığı yıllık bir maruz kalma sınırı belirlendi: bu 500 miliSievert. Ayrıca sözde profesyonel sınır veya dedikleri gibi kariyer sınırı vardır. 1 Sievert'i geçmemelidir. Çok mu yoksa biraz mı? Uzmanlara göre, bir astronotun Dünya'daki ve uzaydaki tüm yıllar boyunca biriktirebileceği izin verilen maksimum doz, yaşamının 2-3 yılını alabilir. Hiç kimse böyle bir şeye sahip olmadı. Ama orada Genel kural: dozlar makul olarak elde edilebilecek kadar düşük olmalıdır. Bu nedenle bilim adamları için "kritik" organların radyasyona nasıl tepki verdiğini bilmek çok önemlidir. Güçlü güneş patlamaları sırasında hematopoietik sistem, beyin, akciğerler, karaciğer, böbrekler tarafından hangi spesifik dozlar alınır ...

Dünya'nın yakınında, manyetik alanı, zayıflamış olsa ve kilometrelerce atmosferin yardımı olmadan bile korumaya devam ediyor. Alanın küçük olduğu kutuplar bölgesinde uçan astronotlar, özel olarak korunan bir odada oturuyorlar. Ve Mars'a uçuş sırasında radyasyondan korunma için hala tatmin edici bir teknik çözüm yok.

İki nedenden dolayı orijinal cevaba eklemeye karar verdi:

1. bir yerde yanlış bir ifade içeriyor ve doğru bir ifade içermiyor
2. sadece tamlık adına (alıntılar)

1. Susanna'nın eleştirdiği yorumlarda Cevap büyük ölçüde doğrudur.

Alan, Dünya'nın manyetik kutupları üzerinde zayıflıyor belirttiğim gibi. Evet, Susanna özellikle KUTUPTA büyük olduğu konusunda haklı (hayal edin kuvvet hatları: tam olarak kutuplarda toplanırlar). Ama üzerinde yüksek irtifa DİREKLERİN ÜSTÜNDE diğer yerlerden daha zayıftır - aynı nedenden dolayı (aynı güç çizgilerini hayal edin: kutuplara indiler - kutuplara ve tepede neredeyse gittiler). Alan batıyor gibi görünüyor.

Ama Susanna haklı Acil Durumlar Bakanlığı kozmonotları kutup bölgeleri nedeniyle özel bir odaya sığınmıyor C: Hafızam beni yanılttı.

Ama hala özel önlemlerin alındığı bir yer var(Kutup bölgeleriyle karıştırdım). BT - Güney Atlantik'teki manyetik anomali üzerine. Orada, manyetik alan o kadar "sarkar" ki, radyasyon kuşağı ve herhangi bir güneş patlaması olmadan özel önlemler alın. Güneş aktivitesiyle ilgili olmayan özel önlemler hakkında hızlı bir alıntı bulamadım, ancak bir yerde okudum.

Ve tabi ki, salgınların kendisinden bahsetmeye değer: ayrıca en korunaklı odada onlardan saklanıyorlar ve bu saatte istasyon boyunca dolaşmıyorlar.

Tüm güneş patlamaları dikkatle izlenir ve bunlarla ilgili bilgiler kontrol merkezine gönderilir. Böyle dönemlerde astronotlar çalışmayı bırakır ve istasyonun en korunaklı kompartımanlarına sığınır. Bu tür korunan bölümler, ISS'nin su depolarının yanındaki bölmeleridir. Su ikincil parçacıkları - nötronları geciktirir ve radyasyon dozu daha verimli bir şekilde emilir.

2. Sadece alıntılar ve ek bilgiler

Aşağıdaki bazı alıntılar Sieverts (Sv) cinsinden dozdan bahseder. Yönlendirme için, aşağıdaki tablodan bazı rakamlar ve olası etkiler:

0-0.25 Ses Orta derecede kan değişiklikleri dışında etkisi yok

0.25-1 Ses Maruz kalan kişilerin %5-10'unda radyasyon hastalıkları

7 Sv ~%100 ölüm

ISS'deki günlük doz yaklaşık 1 mSv'dir (aşağıya bakınız). Anlamına geliyor, yaklaşık 200 gün boyunca fazla risk almadan uçabilirsiniz. Aynı dozun ne kadar süreyle alındığı da önemlidir: Kısa sürede alınan, uzun süreli alınandan çok daha tehlikelidir. Vücut, radyasyon kusurlarını basitçe "biriktiren" pasif bir nesne değildir: aynı zamanda "tamir" mekanizmalarına sahiptir ve genellikle yavaş yavaş artan küçük dozlarla başa çıkarlar.

Dünya'da insanları çevreleyen devasa atmosferik tabakanın yokluğunda, ISS'deki astronotlar, sürekli kozmik ışın akışlarından gelen daha yoğun radyasyona maruz kalırlar. Mürettebat üyeleri, günde yaklaşık 1 milisievert miktarında bir radyasyon dozu alırlar; bu, bir kişinin Dünya'daki bir yıl boyunca maruz kalmasına yaklaşık olarak eşdeğerdir. Bu, astronotlarda habis tümör geliştirme riskinin artmasına ve ayrıca bağışıklık sisteminin zayıflamasına yol açar.

NASA ve Rusya ve Avusturya'dan uzmanlar tarafından toplanan verilere göre, ISS'deki astronotlar günlük 1 milisievert doz alıyor. Dünyada, böyle bir radyasyon dozu, bir yıl boyunca bile her yerde elde edilemez.

Ancak bu seviye hala nispeten tolere edilebilir. Ancak, Dünya'ya yakın uzay istasyonlarının Dünya'nın manyetik alanı tarafından korunduğu akılda tutulmalıdır.

Sınırlarının ötesinde, radyasyon birçok kez artacaktır, bu nedenle derin uzaya keşifler imkansız olacaktır.

ISS ve Mir'in konut binalarında ve laboratuvarlarında radyasyon, istasyonun alüminyum kabuğunun kozmik ışınlarla bombalanmasından kaynaklanıyordu. Hızlı ve ağır iyonlar, deriden makul miktarda nötron kopardı.

Şu anda uzay gemilerinde radyasyona karşı yüzde yüz koruma sağlamak mümkün değil. Daha doğrusu, mümkündür, ancak kütledeki önemli bir artıştan dolayı, ancak bu kabul edilemez.

Atmosferimize ek olarak, Dünya'nın manyetik alanı radyasyona karşı bir korumadır. Dünyanın ilk radyasyon kuşağı yaklaşık 600-700 km yükseklikte yer almaktadır. İstasyon şimdi önemli ölçüde daha düşük olan yaklaşık 400 km yükseklikte uçuyor ... Uzayda radyasyondan korunma (ayrıca - ed.) Bir gemi veya istasyonun gövdesi. Kasanın duvarları ne kadar kalınsa, koruma o kadar büyük olur. Tabii ki duvarlar sonsuz kalınlıkta olamaz çünkü ağırlık kısıtlamaları vardır.

İyonlaştırıcı seviye, Uluslararası Uzay İstasyonundaki radyasyonun arka plan seviyesi, Dünya'dakinden daha yüksektir (yaklaşık 200 kat - ed.), bu da astronotu iyonlaştırıcı radyasyona nükleer enerji gibi geleneksel olarak radyasyon tehlikeli endüstrilerin temsilcilerinden daha duyarlı hale getirir. Röntgen teşhisi.

Astronotlar için bireysel dozimetrelere ek olarak, istasyon ayrıca bir radyasyon izleme sistemine sahiptir. ... Mürettebat kabinlerinde birer sensör ve küçük ve büyük çaplı çalışma kompartımanında birer sensör bulunur. Sistem otonom olarak 24 saat çalışmaktadır. ... Böylece Dünya, istasyondaki mevcut radyasyon durumu hakkında bilgi sahibi olur. Radyasyon izleme sistemi, "Radyasyonu kontrol edin!" uyarı sinyali verebilir. Bu olursa, sistemlerin alarm panelinde ses sinyalinin eşlik ettiği bir pankartın ateşini görürdük. Uluslararası uzay istasyonunun varlığı boyunca böyle bir vaka olmadı.

Güney Atlantik bölgesinde... radyasyon kuşakları, Dünya'nın derinliklerinde bir manyetik anomalinin varlığı nedeniyle Dünya'nın üzerinde "sarkar". Dünya üzerinde uçan uzay gemileri, olduğu gibi, anormallik bölgesinden geçen dönüşlerde çok kısa bir süre için “şerit” radyasyon kuşakları. Diğer dönüşlerde radyasyon akısı yoktur ve uzay seferlerine katılanlar için sorun yaratmaz.

Güney Atlantik'teki manyetik anomali, astronotlar için tek radyasyon "talihsizliği" değil. Bazen çok enerjik parçacıklar oluşturan güneş patlamaları... astronotların uçuşları için büyük zorluklar yaratabilir. Güneş parçacıklarının Dünya'ya gelmesi durumunda bir astronotun ne kadar radyasyon alabileceği büyük ölçüde şans meselesidir. Bu değer esas olarak iki faktör tarafından belirlenir: manyetik fırtınalar sırasında Dünya'nın dipol manyetik alanının bozulma derecesi ve yörünge parametreleri. uzay aracı bir güneş olayı sırasında. ... SCR istilası sırasında yörüngeler tehlikeli yüksek enlem alanlarından geçmezse, mürettebat şanslı olabilir.

En güçlü proton patlamalarından biri - Dünya'nın yakınında bir radyasyon fırtınasına neden olan güneş patlamalarının radyasyon fırtınası, oldukça yakın bir zamanda meydana geldi - 20 Ocak 2005. 16 yıl önce, Ekim 1989'da benzer bir güce sahip bir güneş patlaması meydana geldi. Birçok proton Yüzlerce MeV'yi aşan enerjilerle Dünya'nın manyetosferine ulaştı. Bu arada, bu tür protonlar, yaklaşık 11 santimetre suya eşdeğer bir kalınlığın korunmasının üstesinden gelebilir. Astronotun kıyafeti daha incedir. Biyologlar, o sırada astronotlar Uluslararası Uzay İstasyonunun dışında olsaydı, o zaman elbette radyasyonun etkilerinin astronotların sağlığını etkilemiş olacağına inanıyorlar. Ama onun içindeydiler. ISS'nin koruması, mürettebatı birçok durumda radyasyonun olumsuz etkilerinden koruyacak kadar büyüktür. Yani bu etkinlik sırasında oldu. Radyasyon dozimetrelerinin yardımıyla yapılan ölçümlerin gösterdiği gibi, astronotlar tarafından "yakalanan" radyasyon dozu, bir kişinin geleneksel bir X-ışını muayenesi sırasında aldığı dozu aşmadı. ISS kozmonotları 0.01 Gy veya ~ 0.01 Sievert aldı... Doğru, bu kadar düşük dozlar, daha önce yazıldığı gibi, istasyonun her zaman gerçekleşmeyebilecek “manyetik korumalı” yörüngelerde olması gerçeğinden kaynaklanmaktadır.

Neil Armstrong (ayda yürüyen ilk astronot), uçuş sırasında olağandışı duyumlarını Dünya'ya bildirdi: bazen gözlerinde parlak parıltılar gözlemledi. Bazen frekansları günde yaklaşık yüze ulaştı ... Bilim adamları ... bundan galaktik kozmik ışınların sorumlu olduğu sonucuna vardılar. Göz küresine nüfuz eden bu yüksek enerjili parçacıklar, gözü oluşturan madde ile etkileşime girdiğinde Cherenkov'un parlamasına neden olur. Sonuç olarak, astronot parlak bir flaş görür. Madde ile en etkili etkileşim, diğer tüm parçacıkların kozmik ışınlarının bileşiminde en büyüğü olan protonlar değil, ağır parçacıklar - karbon, oksijen, demir. Büyük bir kütleye sahip olan bu parçacıklar, daha hafif olanlara göre kat ettikleri mesafe başına enerjilerinin çok daha fazlasını kaybederler. Cherenkov parıltısının oluşumundan ve retinanın uyarılmasından - gözün hassas zarından sorumlu olanlar onlardır.

Uzun menzilli uzay uçuşları sırasında, radyasyon-tehlikeli faktörler olarak galaktik ve güneş kozmik ışınlarının rolü artar. Mars'a uçarken, ana radyasyon tehlikesi haline gelen GCR'ler olduğu tahmin edilmektedir. Mars'a uçuş yaklaşık 6 ay sürer ve bu süre zarfında GCR ve SCR'den gelen toplam - toplam radyasyon dozu, aynı zamanda ISS'ye verilen radyasyon dozundan birkaç kat daha yüksektir. Bu nedenle, derin uzay görevlerinin uygulanmasıyla ilişkili radyasyon sonuçları riski önemli ölçüde artar. Bu nedenle, Mars'a bir yıllık uçuş için, GCR ile ilişkili emilen doz 0,2-0,3 Sv (koruyucu olmadan) olacaktır. Geçen yüzyılın en güçlü alevlerinden birinin dozu ile karşılaştırılabilir - Ağustos 1972. Bu olay sırasında birkaç kat daha azdı: ~0.05 Sv.

GCR tarafından oluşturulan radyasyon tehlikesi değerlendirilebilir ve tahmin edilebilir. Güneş döngüsü ile ilişkili GCR zamansal varyasyonları üzerinde artık zengin bir malzeme birikmiştir. Bu, herhangi bir zaman periyodu için GCR akışını tahmin etmenin mümkün olduğu bir model oluşturmayı mümkün kıldı.

SCL ile işler çok daha karmaşık. Güneş patlamaları rastgele meydana gelir ve güçlü güneş olaylarının zorunlu olarak maksimum aktiviteye yakın olan yıllarda meydana geldiği açık değildir. En azından deneyim son yıllar sönme armatürü sırasında da meydana geldiklerini gösterir.

Güneş patlaması protonları, uzun menzilli görevlerde uzay ekipleri için gerçek bir tehdit oluşturuyor. Yine örnek olarak Ağustos 1972 parlaması alınırsa, güneş protonlarının akışlarının bir radyasyon dozuna yeniden hesaplanmasıyla, olayın başlamasından 10 saat sonra, uzay aracının mürettebatı için ölümcül değeri aştığı gösterilebilir. Mars'taki geminin dışında ya da diyelim ki aydaydılar.

Burada Amerikan "Apollo" nun 60'ların sonlarında - 70'lerin başlarında Ay'a uçuşlarını hatırlamak uygun. 1972'de, Ağustos'ta, Ekim 1989'dakiyle aynı güçte bir güneş patlaması oldu. Apollo 16, Nisan 1972'deki ay yolculuğundan sonra indi ve bir sonraki Apollo 17, Aralık'ta fırlatıldı. Apollo 16 ekibi şanslı mıydı? Kesinlikle evet. Hesaplamalar, Apollo astronotlarının Ağustos 1972'de Ay'da olsaydı, ~4 Sv'lik bir radyasyon dozuna maruz kalacaklarını gösteriyor. Bu kurtarılacak çok şey var. Acil tedavi için Dünya'ya çabucak dönmedikçe. Başka bir seçenek de Apollo Ay Modülünün kokpitine gitmek. Burada radyasyon dozu 10 kat azalır. Karşılaştırma için, ISS'nin korumasının Apollo ay modülünden 3 kat daha kalın olduğunu varsayalım.

Yörünge istasyonlarının irtifalarında (~400 km), radyasyon dozları Dünya yüzeyinde gözlemlenen değerleri ~200 kat aşıyor! Esas olarak radyasyon kuşaklarının parçacıkları nedeniyle.

Kıtalararası uçakların bazı rotalarının kuzey kutup bölgesinin yakınından geçtiği bilinmektedir. Bu alan, enerjik parçacıkların girmesine karşı en az korunan bölgedir ve bu nedenle, güneş patlamaları sırasında mürettebat ve yolcuların radyasyona maruz kalma riski artar. Güneş patlamaları, uçak uçuş irtifalarında radyasyon dozlarını 20-30 kat artırır.

Son zamanlarda, bazı havayollarının ekipleri, güneş parçacıklarının istilasının başlangıcı hakkında bilgilendirildi. Yakın tarihli bir güçlü güneş patlaması, Kasım 2003'te, bir Chicago-Hong Kong uçuşundaki Delta ekibinin yollarından sapmasına neden oldu: hedeflerine daha düşük bir enlem rotası kullanın.

Dünya, atmosfer ve manyetik alan tarafından kozmik radyasyondan korunur. Yörüngede, radyasyon arka planı, Dünya yüzeyinden yüzlerce kat daha büyüktür. Her gün, astronot 0,3-0,8 milisievert'lik bir radyasyon dozu alır - X-ışınlarından yaklaşık beş kat daha fazla. göğüs. çalışırken boş alan Radyasyonun etkisi daha da yüksektir. Ve güçlü güneş patlamaları anlarında, istasyonda bir günde 50 günlük normu yakalayabilirsiniz. Tanrı böyle bir zamanda denize girmeyi yasaklıyor - bir çıkış için, tüm kariyeriniz için 1000 milisievert olan izin verilen dozu seçebilirsiniz. Normal şartlar altında dört yıl yeterli olurdu - henüz kimse bu kadar uçmadı. Ayrıca, böyle bir tek maruziyetin sağlığa verdiği zarar, uzun yıllar boyunca maruz kalmaktan çok daha yüksek olacaktır.

Yine de düşük Dünya yörüngeleri hala nispeten güvenlidir. Dünyanın manyetik alanı, güneş rüzgarından gelen yüklü parçacıkları yakalayarak radyasyon kuşakları oluşturur. Ekvatorda Dünya'yı 1.000 ila 50.000 kilometre yükseklikte çevreleyen geniş bir halka şeklindedirler. Maksimum parçacık yoğunluğuna yaklaşık 4.000 ve 16.000 kilometre irtifalarda ulaşılır. Geminin radyasyon kuşaklarında herhangi bir uzun süreli gecikme, mürettebatın yaşamı için ciddi bir tehdit oluşturmaktadır. Ay'a giderken yanlarından geçen Amerikalı astronotlar, yörüngede bir aylık çalışma gibi, birkaç saat içinde 10-20 milisievert doz alma riskini aldı.

Gezegenler arası uçuşlarda, mürettebatın radyasyondan korunması konusu daha da akut. Dünya, sert kozmik ışınların yarısını koruyor ve manyetosferi güneş rüzgarının akışını neredeyse tamamen engelliyor. Açık alanda, ek koruyucu önlemler alınmadan maruz kalma, büyüklük sırasına göre artacaktır. Fikir bazen kozmik parçacıkları güçlü bir şekilde saptırmak olarak tartışılır. manyetik alanlar bununla birlikte, pratikte, korumadan başka bir şey henüz yapılmadı. Kozmik radyasyon parçacıkları roket yakıtı tarafından iyi emilir, bu da tehlikeli radyasyona karşı koruma olarak dolu tankların kullanılmasını önerir.

Kutuplardaki manyetik alan küçük değil, oldukça büyüktür. Orada basitçe Dünya'ya neredeyse radyal olarak yönlendirilir, bu da radyasyon kuşaklarındaki manyetik alanlar tarafından yakalanan güneş rüzgarının parçacıklarının belirli koşullar altında kutuplarda Dünya yönünde hareket etmesine (düşmesine) yol açar, auroralara neden olur. ISS yörüngesi ekvator bölgesine daha yakın geçtiği için bu astronotlar için tehlike oluşturmaz. Tehlike, maddenin (esas olarak protonların) Dünya'ya doğru yöneldiği, M ve X sınıfı güçlü güneş patlamaları ile temsil edilir. Bu durumda astronotlar ek radyasyondan korunma önlemleri uygular.

Cevap vermek

ALTI: "... Kozmik ışınlardaki diğer tüm parçacıkların en büyük sayısı olan madde ile en etkili şekilde etkileşime giren protonlar değil, ağır parçacıklar - karbon, oksijen, demir ...."

Lütfen cahillere açıklayın - güneş rüzgarında karbon, oksijen, demir parçacıkları nereden geldi (yazdığınız gibi kozmik ışınlar) ve gözü oluşturan maddeye nasıl girebilirler - uzay giysisi aracılığıyla?

Cevap vermek

2 yorum daha

Açıklarım... Güneş ışığı fotonlardır(delici radyasyon olan gama kuanta ve x-ışınları dahil).

biraz daha var mı güneşli rüzgar. parçacıklar. Örneğin, Güneş'ten ve Güneş'ten uçan elektronlar, iyonlar, atom çekirdekleri. Orada birkaç ağır çekirdek (helyumdan daha ağır) vardır, çünkü Güneş'in kendisinde bunlardan çok az vardır. Ancak birçok alfa parçacığı (helyum çekirdeği) vardır. Ve ilke olarak, bir demirden daha hafif olan herhangi bir çekirdek uçabilir (tek soru, gelenlerin sayısıdır). Güneş'te (özellikle dışında) daha fazla demir sentezi gitmez. Bu nedenle, yalnızca demir ve daha hafif bir şey (örneğin aynı karbon) Güneş'ten uçabilir.

Dar anlamda kozmik ışınlar- bu ekstra yüksek hızlı yüklü parçacıklar(ve ayrıca ücretlendirilmedi), güneş sisteminin dışından geldi (çoğunlukla). Ve ayrıca - oradan nüfuz eden radyasyon(bazen ayrı olarak kabul edilir, "ışınlar" arasında sayılmaz).

Diğer parçacıklar arasında, kozmik ışınlar herhangi bir atomun çekirdeğini içerir(elbette değişen miktarlarda). Bir şekilde ağır çekirdekler, maddeye çarpar, yoluna çıkan her şeyi iyonize eder(ve ayrıca - bir kenara: ikincil iyonlaşma var - zaten yol boyunca nakavt edilenler). Ve eğer yüksek bir hıza (ve kinetik enerjiye) sahiplerse, o zaman çekirdekler bu işle (madde ve iyonlaşma yoluyla uçma) uzun süre meşgul olacak ve yakında durmayacak. Sırasıyla, her şeyden uçacak ve yolu kapatmayacak- neredeyse hepsini harcayana kadar kinetik enerji. Doğrudan başka bir çekirdeğe tökezleyerek bile (ve bu nadirdir), neredeyse hareketlerinin yönünü değiştirmeden onu bir kenara atabilirler. Ya da yana değil, bir yönde aşağı yukarı uçun.

Tam hızda diğerine çarpan bir araba düşünün. Duracak mı? Ayrıca hızının saatte binlerce kilometre olduğunu hayal edin (daha da iyi - saniyede!), Ve güç, herhangi bir darbeye dayanmasına izin verir. Bu, uzaydan gelen çekirdektir.

En geniş anlamda kozmik ışınlar- bunlar dardaki kozmik ışınlar, artı güneş rüzgarı ve Güneş'ten gelen nüfuz eden radyasyon. (Peki ya da ayrı ayrı düşünülürse nüfuz eden radyasyon olmadan).

Güneş rüzgarı, güneş koronasından 300-1200 km/s hızla çevredeki boşluğa akan iyonize parçacıkların (esas olarak helyum-hidrojen plazması) akışıdır. Gezegenler arası ortamın ana bileşenlerinden biridir.

Bir çok doğal olaylar gibi uzay hava olayları da dahil olmak üzere güneş rüzgarı ile ilişkili manyetik fırtınalar ve kutup ışıkları.

"Güneş rüzgarı" (2-3 gün içinde Güneş'ten Dünya'ya uçan iyonize parçacıkların akışı) ve "güneş ışığı" (Güneş'ten Dünya'ya ortalama 8 dakika 17 saniyede uçan bir foton akışı) kavramları ) karıştırılmamalıdır.

Güneş rüzgarı nedeniyle, Güneş her saniye yaklaşık bir milyon ton madde kaybeder. Güneş rüzgarı esas olarak elektronlardan, protonlardan ve helyum çekirdeklerinden (alfa parçacıkları) oluşur; diğer elementlerin ve iyonize olmayan parçacıkların (elektriksel olarak nötr) çekirdekleri çok küçük bir miktarda bulunur.

Güneş rüzgarı, Güneş'in dış tabakasından gelmesine rağmen, farklılaşma süreçleri sonucunda bazı elementlerin bolluğu arttığı ve bir kısmı azaldığı için bu tabakadaki elementlerin kompozisyonunu yansıtmaz (FIP etkisi).

Kozmik ışınlar - temel parçacıklar ve uzayda yüksek enerjilerle hareket eden atomların çekirdekleri[

Kozmik ışınların kökenine göre sınıflandırma:

• galaksimizin dışında
• galakside
• Güneşin içinde
• gezegenler arası uzayda

Ekstragalaktik ve galaktik ışınlar genellikle birincil olarak adlandırılır. Dünya atmosferinden geçen ve dönüşen parçacıkların ikincil akışlarını çağırmak gelenekseldir.

Kozmik ışınlar, Dünya yüzeyinde ve atmosferdeki doğal radyasyonun (arka plan radyasyonu) bir bileşenidir.

Kozmik ışınların enerji spektrumu, protonların enerjisinin %43'ünden, helyum enerjisinin (alfa parçacıkları) %23'ünden ve kalan parçacıkların taşıdığı enerjinin %34'ünden oluşur.

Parçacık sayısı açısından, kozmik ışınlar %92 proton, %6 helyum çekirdeği, yaklaşık %1 daha ağır element ve yaklaşık %1 elektrondur.

Geleneksel olarak, CR'de gözlemlenen parçacıklar şu gruplara ayrılır... sırasıyla, protonlar, alfa parçacıkları, hafif, orta, ağır ve süper ağır... kimyasal bileşim birincil kozmik radyasyon, yıldızların ve yıldızlararası gazın bileşimine kıyasla, L grubunun (lityum, berilyum, bor) çekirdeklerinin anormal derecede yüksek (birkaç bin kez) içeriğidir. Bu fenomen, kozmik parçacıkların oluşum mekanizmasının öncelikle, yıldızlararası ortamın protonlarıyla etkileşime girdiğinde daha hafif çekirdeklere dönüşen ağır çekirdekleri hızlandırması gerçeğiyle açıklanır.

Cevap vermek

Yorum

Curiosity, radyoaktif maruziyetin yoğunluğunu belirlemek için gemide bir RAD cihazına sahiptir. Curiosity, Mars'a uçuşu sırasında radyasyon arka planını ölçtü ve bugün NASA ile çalışan bilim adamları bu sonuçlar hakkında konuştular. Gezici bir kapsül içinde uçtuğundan ve radyasyon sensörü içine yerleştirildiğinden, bu ölçümler pratik olarak şuna karşılık gelir: radyasyon arka planı, insanlı uzay aracında bulunacak.

Sonuç ilham verici değil - emilen radyasyona maruz kalmanın eşdeğer dozu, ISS'nin dozunun 2 katıdır. Ve dörtte - nükleer santraller için izin verilen maksimum kabul edilen.

Yani, Mars'a altı aylık bir uçuş, yaklaşık olarak Dünya'ya yakın bir yörüngede geçirilen 1 yıla veya bir nükleer santralde iki yıla eşittir. Seferin toplam süresinin yaklaşık 500 gün olması gerektiği göz önüne alındığında, görünüm iyimser değil.
Bir kişi için 1 Sievert'in biriken radyasyonu kanser riskini %5 oranında artırır. NASA, astronotlarının kariyerleri boyunca en fazla %3 risk veya 0,6 Sievert biriktirmelerine izin verir. ISS'deki günlük dozun 1 mSv'ye kadar olduğu göz önüne alındığında, astronotların yörüngede maksimum kalış süresi tüm kariyer için yaklaşık 600 gün ile sınırlıdır.
Mars'ın kendisinde, atmosfer ve içindeki toz süspansiyonu nedeniyle radyasyon uzaydan yaklaşık iki kat daha düşük olmalıdır, yani. ISS'nin seviyesine karşılık gelir, ancak kesin göstergeler henüz yayınlanmamıştır. Toz fırtınalarının olduğu günlerdeki RAD göstergeleri ilginç olacak - Mars tozunun ne kadar iyi bir radyasyon perdesi olduğunu öğrenelim.

Şimdi Dünya'ya yakın yörüngede olma rekoru 55 yaşındaki Sergey Krikalev'e ait - hesabında 803 günü var. Ancak onları aralıklı olarak puanladı - toplamda 1988'den 2005'e kadar 6 uçuş yaptı.

RAD cihazı, dedektör görevi gören üç katı silikon levhadan oluşur. Ek olarak, bir sintilatör olarak kullanılan bir sezyum iyodür kristaline sahiptir. RAD, iniş sırasında zirveye bakacak ve alanı 65 derecede yakalayacak şekilde ayarlanmıştır.

Aslında bu, iyonlaştırıcı radyasyonu ve yüklü parçacıkları geniş bir aralıkta yakalayan bir radyasyon teleskopudur.

Uzayda radyasyon esas olarak iki kaynaktan kaynaklanır: parlamalar ve koronal püskürmeler sırasında Güneş'ten ve bizim ve diğer galaksilerdeki süpernova patlamaları veya diğer yüksek enerjili olaylar sırasında meydana gelen kozmik ışınlardan.


Resimde: güneş "rüzgârı" ve Dünya'nın manyetosferinin etkileşimi.

Kozmik ışınlar, gezegenler arası seyahatte radyasyonun büyük kısmını oluşturur. Günde 1.8 mSv'lik bir radyasyon payına sahiptirler. Güneşten gelen Curiosity, maruz kalmanın sadece yüzde üçünü biriktiriyor. Bunun nedeni, uçuşun nispeten sessiz bir zamanda gerçekleşmesidir. Flaşlar toplam dozu arttırır ve günde 2 mSv'ye yaklaşır.

Zirveler güneş patlamalarından kaynaklanmaktadır.

Mevcut teknik araçlar, düşük enerjili güneş ışınlarına karşı daha etkilidir. Örneğin, güneş patlamaları sırasında astronotların saklanabileceği bir koruyucu kapsül donatmak mümkündür. Ancak 30 cm'lik alüminyum duvarlar bile yıldızlararası kozmik ışınlara karşı koruma sağlamayacaktır. Kurşun muhtemelen daha iyi yardımcı olacaktır, ancak bu, geminin kütlesini önemli ölçüde artıracaktır, bu da onu başlatma ve hızlandırma maliyeti anlamına gelir.

Maruziyeti en aza indirmenin en etkili yolu, Mars'a uçuş ve geri dönüş süresini önemli ölçüde azaltacak yeni motor türleri olmalıdır. NASA şu anda güneş enerjisiyle elektrik tahriki ve nükleer termal tahrik üzerinde çalışıyor. İlki teoride modern kimyasal motorlardan 20 kata kadar daha hızlı hızlanabilir, ancak düşük itme kuvveti nedeniyle hızlanma çok uzun olacaktır. Böyle bir motora sahip bir aparatın, NASA'nın astronotların sonraki ziyaretleri için yakalamak ve ay yörüngesine aktarmak istediği bir asteroidi çekmek için gönderilmesi gerekiyor.

Elektrikli jet motorlarında en umut verici ve cesaret verici gelişmeler VASIMR projesi kapsamında gerçekleştiriliyor. Ancak güneş panelleri Mars'a seyahat etmek için yeterli olmayacak - bir reaktöre ihtiyacınız olacak.

Bir nükleer ısı motoru, modern roket türlerinden yaklaşık üç kat daha yüksek belirli bir dürtü geliştirir. Özü basittir: reaktör, çalışma gazını (hidrojen varsayılır) ısıtır. yüksek sıcaklıklar kimyasal roketler için gerekli olan bir oksitleyici kullanılmadan. Bu durumda, ısıtma sıcaklığı sınırı yalnızca motorun yapıldığı malzeme tarafından belirlenir.

Ancak bu basitlik aynı zamanda zorluklara da neden olur - çekişi kontrol etmek çok zordur. NASA bu sorunu çözmeye çalışıyor, ancak NRE'nin gelişimini bir öncelik olarak görmüyor.

Başvuru nükleer reaktör hala umut verici olan enerjinin bu kısmında üretim için kullanılabilir elektromanyetik alan pilotları ayrıca hem kozmik radyasyondan hem de kendi reaktörlerinden gelen radyasyondan koruyacaktı. Aynı teknoloji, Ay'da veya asteroitlerde su çıkarılmasını karlı hale getirecek, yani ayrıca uzayın ticari kullanımını teşvik edecektir.
Şimdi bu teorik akıl yürütmeden başka bir şey olmasa da, böyle bir planın güneş sisteminin yeni bir keşif seviyesinin anahtarı haline gelmesi mümkündür.