Почему космонавтов не убивает радиация
Ровно полвека назад произошло событие, которое без лишней скромности можно назвать эпохальным. 20 июля 1969 года американскими астронавтами Баззом Олдрином и Нилом Армстронгом была совершена первая высадка на Луну в истории человечества. До сих пор по поводу этого события разгораются всевозможные споры, дискуссии и махинации. Так и сейчас, бурно обсуждают тот факт и приводят аргументы в пользу того, что астронавты, выполняя свою миссию, должны были подвергнуться запредельным дозам космической радиации, после которой они попросту бы не выжили. Так, почему же радиация не убила их?
Космическая радиация
Первое, что нужно отметить, так это то, что космическая радиация действительно есть и ее влияние на все живое крайне отрицательное. Понятием «космическая радиация» обычно называют вид энергии, которую испускают крупные небесные тела в виде электромагнитных волн или иных частицы. Однако, не все они представляют опасность для людей. Со многими видами излучения люди сталкиваются каждый день: видимый свет, инфракрасное излучение (тепло). Кроме того, данные виды излучения можно наблюдать без специального оборудования, но есть и те, которые человек не способен воспринять: рентгеновские и гамма-лучи, радиоволны. Наиболее опасные последствия в себе таит ионизирующие излучение и именно ее чаще всего называют космической радиацией.
Источник опасного излучения
Основным источником космической радиации в космосе является Солнце, которое постоянно излучает собственную энергию на всех длинах волн. Кроме того, происходящее на ее поверхности масштабные взрывы, именуемыми вспышками на Солнце, провоцируют высвобождение колоссального количества рентгеновских и гамма-лучей . Именно данные явления таят в себе основную угрозу для астронавтов и их оборудования и техники. Опасное излучение может находить свой источник и за границами Солнечной системы, однако, наша планета защищена от этой угрозы. Дело в том, что благодаря магнитному полю Земли, наша планета «окутана» своеобразным щитом – магнитосферой, которая препятствует проникновению подавляющей части радиации. Однако, космическое излучение не может просто раствориться в космосе и скапливается вокруг Земли, образуя Пояса Ван Аллена (радиационные пояса).
Что сделало NASA, чтобы избежать опасности
Для того чтобы быстро добраться до Луны требовалась очень высокая скорость и путь должен был лежать по максимально короткому маршруту: времени и топлива на облет неблагоприятных факторов просто не имелось. Таким образом, астронавтам предстояло преодолеть внешние и внутренние радиационные пояса. Более того, весь путь до Луны и обратно должен был занять около 6 суток и астронавтам необходимо было еще безопасно работать на лунной поверхности. В это время они были бы крайне уязвимы для воздействия радиации. NASA знало об этом, однако, обеспечило корабль лишь легкой и тонкой обшивкой, что могло дать только минимальную защиту от радиации. Кроме того, все результаты теоретического моделирования радиационных поясов в преддверии миссии указывали на то, что прохождение через них не таит в себе серьезной опасности.
Почему астронавты выжили
Лишь удача уберегла NASA от провала и трагедии: время, выбранное для запуска миссии, по счастливой случайности, совпало с «солнечным циклом». Такой цикл чередует в себе времена роста и спада солнечной активности, происходящие примерно с интервалом в 11 лет. NASA повезло, что запуск программы совпал с периодом спада. Если бы запуск аппаратов произошел позже, то не известно, чем все это кончилось.
Материалы по теме:
Понравился материал? Ставьте «палец вверх» и подпишитесь на канал — это очень поможет развитию нашего проекта.
С уважением, автор канала CosmioChannel Андреев А.
Источник
Почему космическая радиация не убила астронавтов на Луне?
Буквально 10 лет назад все аргументы сторонников «лунного заговора» базировались только на рассматривании фотографий: мол, тени разной длины, не видно звёзд, колышется флаг, и т. п. Но сравнительно недавно популярность набрал аргумент, который оказался настолько «убойным», что конспирологи спрятались за него, как за неприступную крепость.
Это — аргумент о космической радиации, которая испепеляет всё живое, что вылетит за пределы магнитного поля Земли.
В Интернете можно найти десятки сайтов с расчётами доз радиации, которые должны получить астронавты при полёте на Луну. Все они сводятся только к одному — полученные дозы смертельны.
Но как известно, не всему, что есть в Интернете, можно верить. Насколько эти расчёты верны? Не пользуются ли конспирологи тем, что рядовой читатель просто не сможет (или поленится) проверить эти расчёты?
При попытке найти объяснение, почему астронавты после полёта на Луну остались живы, находим вот такую статью ( источник ):
Ага! Кажется, сейчас мы узнаем правду! Читаем. Вот объясняется, что такое космическая радиация, откуда она берётся. И тут под конец статьи натыкаемся на такую фразу:
Можно сказать, что NASA повезло, ведь время миссии совпало с, так называемым, «солнечным циклом».
Что значит «повезло»? Нет уж, так не пойдёт! Такое объяснение нельзя назвать научным. Мало того, такое «объяснение» просто смешно смотрится на фоне многостраничных расчётов на сайтах сторонников «лунного заговора».
Что ж, приступим к рассмотрению вопроса о космической радиации. А в конце статьи — посмотрим, насколько верны «расчёты» сторонников теории заговора.
Что такое радиация
Все рассуждения в данной статье будем стараться производить на основе знаний 9-11 классов, чтобы даже рядовому читателю было понятно. Поверьте, даже на таком уровне подача материала будет иметь полное право называться научной и достоверной.
Итак, что же такое радиация?
На самом деле, радиация — это любое излучение вообще. Но всё же принято называть радиацией только ионизирующее излучение, то есть такое, которое способно «выбивать» электроны из атомов. А иногда и расщеплять сами ядра атомов. Поэтому неверно называть «радиацией» излучение мобильных телефонов и микроволновок. Энергии их излучения недостаточно для разрушения атомов.
Кстати, именно разрушение атомов радиацией и является причиной её вреда для живых организмов. Разрушая атомы и молекулы ДНК, радиация приводит к мутациям и «лучевой болезни».
А теперь вспомним школьную программу.
Радиационное излучение атомов, являясь следствием их распада (или превращений), не является однородным. Оно состоит из альфа-частиц (ядер атомов гелия — α-излучение), электронов ( β -излучение) и электромагнитного излучения с малой длиной волны ( γ- излучение). Думаю, у всех в учебнике физики была такая картинка:
Существуют также протонное и нейтронное излучения.
Каждое излучение обладает своей проникающей способностью, а значит, каждое из них требует разной толщины защиты. Чтобы защититься от α-излучения, достаточно листа бумаги. Электроны задержит тонкий алюминиевый лист толщиной 2-5 мм. А чтобы защититься от γ- лучей, необходим слой тяжёлого металла (например, свинца) в несколько сантиметров.
В космосе преобладают в основном протонное и электронное излучения — это и есть солнечный ветер. Потоки протонов и электронов — следствие ядерных реакций в недрах Солнца.
Радиационные пояса
Но радиация в космосе — это ещё полбеды. Её «сгустки», то есть более плотные потоки частиц, существуют вокруг Земли. Это так называемые «пояса Ван-Аллена».
Вновь вспомним школьный курс, а именно — силу Лоренца и правило левой руки. Когда заряженная частица — протон или электрон — попадает в магнитное поле Земли, на частицу действует сила Лоренца. Под её действием частица отклоняется от прямолинейного движения и как бы «поворачивает», а вместе с частицей «поворачивает» и направление действия силы.
В итоге частица «закручивается» и попадает в ловушку. Она более не может покинуть магнитное поле Земли. Потоки таких «застрявших» частиц циклично движутся вдоль силовых линий магнитного поля. Число этих частиц «накапливается», и поэтому их плотность — выше, чем в открытом космосе. Эти потоки и составляют радиационные пояса (пояса Ван-Аллена).
Вокруг Земли существуют два радиационных пояса. Внутренний пояс состоит из протонов с энергией в десятки МэВ, внешний — из электронов с энергией в десятки кэВ.
Кстати, радиационные пояса были открыты в 1958 году, за десять лет до полёта человека к Луне. Так что астронавты знали, с чем им предстоит столкнуться в полёте.
Какая была защита?
Итак, перед астронавтами, задумавшими совершить путешествие к Луне, стоит две проблемы — защититься от радиации в межпланетном пространстве, и от более мощных потоков частиц в радиационных поясах.
Но как уже было показано, защититься от протонов и электронов — не так сложно, как от γ -лучей. Толщина внутренней обшивки командного модуля «Аполлона» составляла 20—38 мм , внешней — 15 — 63 мм ( источник ).
Посмотрим, какое расстояние «пробегают» в алюминии протоны:
Итак, как видим, 3.6 см обшивки успешно останавливают протоны с энергией 100 МэВ, а 4 см — электроны 50 мэВ. Так что толщины обшивки «Аполлонов» было достаточно, чтобы защититься от большинства «прошивающих» корабль заряженных частиц.
Но как быть с частицами, которые всё же преодолевали обшивку?
Ответ на этот вопрос достаточно прост. Радиация — вещь количественная. Важно то, какая доза была получена. Плотность частиц, прошивающих корабль насквозь, была небольшой. Кроме того, «Аполлоны» пролетали через радиационные пояса достаточно быстро, в течение нескольких часов. За это время астронавты просто не успели получить дозу, опасную для жизни. А вот если бы они «застряли» на орбите, проходящую через пояса, скажем, на пару лет — то получили бы уже серьёзную, если не смертельную, дозу.
Опровержение расчётов
А теперь, как было обещано в начале статьи, дадим опровержение «расчётам» сторонников заговора. Возьмём, например, вот этот сайт .
Для расчёта полученной дозы нам предлагают воспользоваться «формулой для расчёта эквивалентной дозы радиации за единицу времени». Только вот эта формула почему-то находится на другой странице. Что ж, перейдём по ссылке. Вот она, эта формула:
Формула имеет не самый красивый вид, но это ещё не проблема. Настоящая проблема заключается в том, что этой формулы просто-напросто не существует! Это доказывает даже самая элементарная проверка — поиск в Яндексе. Такой формулы поисковик не знает. И учебники по радиационной физике тоже. Например, вот этот .
Что же, как видно, необходимость «проверять» расчёты отпала сама собой. Уже в самом начале «антилунной» статьи мы обнаружили ошибку!
Так что аргумент конспирологов об «убийственной» радиации предлагаю считать разрушенным.
Все фото взяты из открытых источников.
Источник
Журнал «Все о Космосе»
Как на космонавтов влияет радиация?
На этот вопрос отвечает физик, старший научный сотрудник ИМБП, сотрудник службы радиационной безопасности пилотируемых космических полетов Вячеслав Шуршаков.
Космонавты за сутки получают дозу радиации в 200 раз больше, чем человек на Земле. Если сравнивать с медицинским рентгенографическим исследованием, то окажется, что суточная доза радиации космонавта — 0,6 миллизиверта — это 5–6 сеансов обследования грудной клетки. На Земле естественный радиационный фон состоит в основном из гамма-излучения, в космосе — из заряженных частиц. Элементы таблицы Менделеева ускорены до десятков, сотен гигаэлектронвольтов, поэтому могут прошивать несколько метров толщины защитного покрытия.
Проводились исследования здоровья космонавтов, чтобы понять, болеют ли они раком чаще, чем остальные люди. Сделали вывод, что нет, но у этого исследования очень маленькая статистика: космонавтов не так много. Безусловно, радиация сокращает жизнь, потому что приводит к преждевременному старению организма. И чтобы космонавты оставались молодыми и здоровыми, придуманы нормативы облучения. В России это 1000 миллизиверт за всю жизнь, при этом за год космонавту разрешено получить не больше 200 миллизиверт.
С точки зрения современных нормативов постоянно находиться в космосе нельзя: предельную дозу радиации человек получит за 4 года (4 х 200 = 800 мЗв, еще 200 мЗв — это запас на непредвиденные обстоятельства). Космонавты-рекордсмены проводили в космосе около 850 суток. Если соблюдать все нормативы, за чем следит служба радиационной безопасности пилотируемых космических полетов, то жизнь космонавтов сократится не более чем на 2,5–3 года.
Стоит учесть, что уровень радиации в космосе непостоянный и меняется из-за солнечных протонных событий, которые увеличивают дозу облучения, полученную космонавтом. Текущие пилотируемые полеты проходят на низкой орбите (как говорят специалисты, на орбите со среднеширотным наклонением). Там под защитой магнитосферы доза от вспышек ослабляется в несколько сот раз, поэтому доза облучения за те сутки, когда происходит солнечное протонное событие, увеличивается максимум в 10–15 раз. Ситуация кардинально меняется, если мы находимся за пределами магнитосферы (примерно 10 радиусов Земли) или ближе к полюсам на низких широтах. В этих областях магнитосфера нас никак не защищает, солнечные вспышки начинают представлять реальную опасность, так как доза радиации возрастает в 200–300 раз по сравнению с невозмущенным периодом. Это вызывает ближайшие эффекты воздействия радиации: головокружение, тошноту, потерю аппетита, ухудшение работоспособности — для космонавта это опасное явление. К счастью, мощные вспышки достаточно редки — один-два раза за солнечный цикл (11 лет), и их максимальная продолжительность не превышает двух суток.
В разных отсеках космического корабля доза радиации различается, показания могут разниться даже внутри тела человека. Прежде всего нужно научиться контролировать уровень радиации: у космонавтов есть различные дозиметры, датчики, по которым можно получить информацию об облучении. В зависимости от солнечной активности мы рекомендуем экипажу находиться в тех отсеках космической станции, где доза радиации меньше, ― это отсеки, которые не выпирают из корпуса.
В службе радиационной безопасности пилотируемых космических полетов мы предложили защищать космонавтов, разместив на тонкую наружную стенку специальное изделие. Защитная шторка — это «матрас» с космическими салфетками — марлевой тканью, пропитанной водой и запаянной в полиэтиленовый мешок. Влажные салфетки заменяют душ космонавтам, их можно не просто складировать на станции, а использовать в качестве дополнительного слоя воды, который защищает космонавта от радиации в отсеках. Вода и полиэтиленовые пластины задерживают вторичные частицы — нейтроны, и доза радиации поглощается эффективнее.
Добавить комментарий Отменить ответ
Для отправки комментария вам необходимо авторизоваться.
Источник