Wetenschappers hebben de oorlog verklaard aan kosmische straling. Straling en ruimte: wat moet je weten? ("Straling" geheimen die de ruimte verbergt)

Onderstaande tekst moet worden beschouwd als de persoonlijke mening van de auteur. Hij heeft geen geheime informatie (of toegang daartoe). Het enige dat wordt vermeld, zijn feiten uit open bronnen, plus een beetje gezond verstand ("couch analytics", zo u wilt).

Sciencefiction - al die blasters en pew pow in de ruimte in kleine eenzitsjagers - heeft de mensheid geleerd de welwillendheid van het universum voor warme eiwitorganismen ernstig te overschatten. Dit is vooral duidelijk wanneer sciencefictionschrijvers reizen naar andere planeten beschrijven. Helaas zal de verkenning van de "echte ruimte" in plaats van de gebruikelijke enkele honderden "kame" onder de bescherming van het magnetische veld van de aarde een moeilijkere onderneming zijn dan het leek voor de leek slechts tien jaar geleden.

Dus, hier is mijn hoofdthese. Het psychologische klimaat en de conflicten binnen de bemanning zijn verre van de belangrijkste problemen waarmee een persoon te maken krijgt bij het organiseren van bemande vluchten naar Mars.

Het grootste probleem van een persoon die buiten de magnetosfeer van de aarde reist- een probleem met een hoofdletter "R".

Wat is kosmische straling en waarom gaan we er op aarde niet aan dood?

Ioniserende straling in de ruimte (buiten de paar honderd kilometer nabije aardse ruimte die de mens zich echt eigen heeft gemaakt) bestaat uit twee delen.

Straling van de zon. Dit is in de eerste plaats de "zonnewind" - een stroom deeltjes die constant in alle richtingen van de ster "waait" en die buitengewoon goed is voor toekomstige ruimtezeilboten, omdat ze hierdoor goed kunnen versnellen om verder te reizen zonnestelsel. Maar voor levende wezens is het grootste deel van deze wind niet bijzonder nuttig. Het is opmerkelijk dat we worden beschermd tegen harde straling door een dikke laag van de atmosfeer, de ionosfeer (die waar de ozongaten zitten), evenals het krachtige magnetische veld van de aarde.

Naast de wind, die min of meer gelijkmatig verspreidt, schiet ons licht ook periodiek de zogenaamde zonnevlammen af. De laatste zijn uitstoot van de coronale materie van de zon. Ze zijn zo serieus dat ze van tijd tot tijd tot problemen leiden voor mensen en technologie, zelfs op aarde, waar het meeste plezier, ik herhaal, niet slecht wordt gescreend.

We hebben dus de atmosfeer en het magnetische veld van de planeet. In een toch al redelijk dichtbij gelegen ruimte, op een afstand van tienduizenden kilometers van de aarde, zal een zonnevlam (zelfs een zwakke, slechts een paar van Hiroshima), die een schip raakt, gegarandeerd zijn levensonderhoud buiten werking stellen zonder de minste overlevingskans. Om dit vandaag te voorkomen - op het huidige niveau van ontwikkeling van technologieën en materialen - hebben we absoluut niets te doen. Om deze en alleen om deze reden zal de reis van vele maanden naar Mars moeten worden uitgesteld tot het moment waarop we dit probleem, althans gedeeltelijk, oplossen. Het zal ook moeten worden gepland tijdens perioden van de rustigste zon en veel bidden tot alle technische goden.

Kosmische stralen. Deze alomtegenwoordige kwaadaardige dingen dragen een enorme hoeveelheid energie (meer dan de LHC in een deeltje kan pompen). Ze komen uit andere delen van onze melkweg. Zo'n straal komt in het schild van de aardatmosfeer en interageert met zijn atomen en breekt in tientallen minder energetische deeltjes, die in cascade stromen genereren van nog minder energetische (maar ook gevaarlijke) en als gevolg daarvan wordt al deze pracht uitgestoten door stralingsregen op het oppervlak van de planeet. Ongeveer 15% van de achtergrondstraling op aarde komt van bezoekers uit de ruimte. Hoe hoger u boven de zeespiegel woont, hoe hoger de dosis die u tijdens uw leven krijgt. En het gebeurt de klok rond.

Probeer je als schooloefening voor te stellen wat er met een ruimtevaartuig en zijn 'levende spullen' zal gebeuren als zo'n straal ze rechtstreeks ergens in de ruimte raakt. Laat me je eraan herinneren dat het enkele maanden zal duren om naar Mars te vliegen, hiervoor zal een flinke boot moeten worden gebouwd en de kans op het hierboven beschreven "contact" (of zelfs meer dan één) is vrij groot. Het simpelweg negeren tijdens lange vluchten met een live bemanning, zal helaas niet werken.

Wat nog meer?

Naast de straling die vanaf de zon de aarde bereikt, is er ook dat zonnestraling, die de magnetosfeer van de planeet afstoot, niet doorlaat en, belangrijker nog, zich ophoopt*. Ontmoet lezers. Dit is de stralingsgordel van de aarde (ERB). Hij is de Van Allen-gordel, zoals hij in het buitenland wordt genoemd. De kosmonauten zullen het op volle kracht moeten overwinnen, om niet binnen een paar uur een dodelijke dosis straling te krijgen. Opnieuw contact met deze gordel - als we, in tegenstelling tot ons gezond verstand, besluiten om astronauten van Mars naar de aarde terug te brengen - zou ze gemakkelijk kunnen afmaken.

* Een aanzienlijk deel van de deeltjes van de Van Allen-riem krijgt al in de riem zelf een gevaarlijke snelheid. Dat wil zeggen, het beschermt ons niet alleen tegen straling van buitenaf, maar versterkt ook deze geaccumuleerde straling.

Tot nu toe hebben we het gehad over de ruimte. Maar we mogen niet vergeten dat Mars (in tegenstelling tot de aarde) bijna geen magnetisch veld ** heeft, en dat de atmosfeer ijl en dood is, dus blootstelling aan deze negatieve factoren mensen zullen niet alleen in de vlucht zijn.

**Oké, een beetje- in het gebied van de zuidpool.

Vandaar de conclusie. Hoogstwaarschijnlijk zullen toekomstige kolonisten niet op het oppervlak van de planeet leven (zoals we werden getoond in de epische film "Mission to Mars"), maar diep onder haar.

Hoe te zijn?

Om te beginnen koester je blijkbaar geen illusies over een snelle (binnen een dozijn, twee of drie jaar) oplossing van al deze problemen. Om de dood van de bemanning door stralingsziekte te voorkomen, zullen we ze ofwel helemaal niet daarheen moeten sturen en de ruimte moeten verkennen met behulp van slimme machines (trouwens, niet de meest domme beslissing), of het is heel cool om aan te scherpen , want als ik het goed heb, dan is het sturen van mensen naar Mars met de oprichting van een permanente kolonie een taak voor één land (zelfs de Verenigde Staten, zelfs Rusland, zelfs China) in de volgende halve eeuw, of zelfs langer, volledig ondraaglijk. Eén schip voor zo'n missie zou het equivalent kosten van het bouwen en volledig onderhouden van een paar ISS (zie hieronder).

En ja, ik vergat te zeggen: de pioniers van Mars zullen duidelijk "zelfmoordterroristen" zijn, aangezien we er hoogstwaarschijnlijk in zullen slagen om hen de komende halve eeuw noch een terugreis, noch een lang en comfortabel leven op Mars te bieden.

Hoe zou een missie naar Mars er theoretisch uit kunnen zien als we hiervoor alle middelen en technologieën van de oude aarde hadden? Vergelijk het volgende met wat je zag in de cultfilm The Martian.

Missie naar Mars. Voorwaardelijk realistische versie

Ten eerste, de mensheid zal hard moeten werken en een ruimtevaartuig ter grootte van een cyclopische met krachtige antistralingsbescherming moeten bouwen, dat in staat zal zijn om de helse stralingsbelasting van de bemanning buiten het aardmagnetisch veld gedeeltelijk te compenseren en de levering van min of meer levende kolonisten te verzekeren naar Mars - enkele reis.

Hoe zou zo'n schip eruit zien?

Dit is een forse kolos van tientallen (of beter honderden) meter breed, voorzien van een eigen magnetisch veld (supergeleidende elektromagneten) en energiebronnen om het in stand te houden (kernreactoren). De enorme afmetingen van de structuur maken het mogelijk om het van binnenuit te vullen met stralingsabsorberende materialen (het kan bijvoorbeeld geschuimd, met lood bekleed plastic zijn of verzegelde containers met gewoon of "zwaar" water), wat al tientallen jaren (!) zullen in een baan om de aarde moeten worden getransporteerd en rond een relatief kleine levensondersteunende capsule moeten worden gemonteerd, waar we dan de astronauten zullen plaatsen.

Naast de grootte en de hoge kosten, moet het Martiaanse schip verdomd betrouwbaar zijn en, belangrijker nog, volledig autonoom in termen van besturing. Om de bemanning in leven te krijgen, is het het veiligst om ze in een kunstmatige coma te brengen en ze een beetje af te koelen (slechts een paar graden) om hun stofwisselingsprocessen te vertragen. In deze toestand zullen mensen a) minder gevoelig zijn voor straling, b) nemen minder ruimte en ze zijn goedkoper te beschermen tegen dezelfde straling.

Het is duidelijk dat we naast het schip kunstmatige intelligentie nodig hebben die het schip met vertrouwen in de baan van Mars kan brengen, de kolonisten op het oppervlak kan lossen zonder zichzelf of de lading daarbij te beschadigen, en dan, zonder de deelname van mensen, breng de astronauten weer bij bewustzijn (reeds op Mars). Tot nu toe hebben we dergelijke technologieën niet, maar er is enige hoop dat dergelijke AI, en vooral politieke en economische middelen voor het bouwen van het beschreven schip, bij ons zullen verschijnen, zeg maar, dichter bij het midden van de eeuw.

Het goede nieuws is dat de "veerboot" van Mars voor de kolonisten heel goed herbruikbaar kan zijn. Hij zal als een shuttle tussen de aarde en de eindbestemming moeten pendelen en veel "levende vracht" aan de kolonie moeten leveren om mensen te vervangen die zijn vertrokken "van natuurlijke oorzaken". Voor de levering van "niet-levende" vracht (voedsel, water, lucht en uitrusting) is stralingsbescherming niet bijzonder nodig, dus het is niet nodig om van een superschip een Mars-vrachtwagen te maken. Het is uitsluitend nodig voor de levering van kolonisten en eventueel zaden van planten/jonge landbouwhuisdieren.

Ten tweede, het is noodzakelijk om van tevoren apparatuur en voorraden water-voedsel-zuurstof naar Mars te sturen voor een bemanning van 6-12 personen voor 12-15 jaar (rekening houdend met alle overmacht). Dit is op zich een niet-triviale taak, maar laten we aannemen dat we niet beperkt zijn in de middelen om het op te lossen. Stel dat de oorlogen en politieke omwentelingen van de aarde zijn verdwenen en dat de hele planeet samenwerkt voor de missie van Mars.

De voertuigen die naar Mars worden gegooid, zoals je misschien al geraden had, zijn volledig autonome robots met kunstmatige intelligentie en aangedreven door compacte kernreactoren. Ze zullen in de loop van een dozijn of anderhalf jaar methodisch een diepe tunnel onder het oppervlak van de rode planeet moeten graven. Dan - over een paar jaar - een klein netwerk van tunnels, waarin levensondersteunende eenheden en benodigdheden voor een toekomstige expeditie zullen worden gesleept, en dan zal dit alles hermetisch worden samengevoegd tot een autonoom onder-Martiaans dorp.

Metro-achtige woning lijkt optimale oplossing om twee redenen. Ten eerste beschermt het astronauten tegen kosmische straling die al op Mars zelf aanwezig is. Ten tweede is het vanwege de resterende "Marsothermische" activiteit van de darmen een graad of twee warmer onder het oppervlak van de planeet dan buiten. Dit zal nuttig zijn voor de kolonisten, zowel om energie te besparen als om aardappelen op hun eigen uitwerpselen te verbouwen.

Laten we verduidelijken belangrijk punt: je zult een kolonie moeten bouwen op het zuidelijk halfrond, waar het resterende magnetische veld nog steeds op de planeet bewaard blijft.

Idealiter hoeven astronauten helemaal niet naar de oppervlakte te gaan (ze zullen Mars ofwel helemaal niet "live" zien, of ze zullen het één keer zien - tijdens de landing). Al het werk aan de oppervlakte zal door robots moeten worden gedaan, de acties waarvan de kolonisten hun hele korte leven (twintig jaar met een goede samenloop van omstandigheden) vanuit hun bunker het hoofd moeten bieden.

Ten derde, we moeten het hebben over de bemanning zelf en de selectiemethoden.

Het ideale schema van de laatste zou zijn om over de hele aarde te zoeken naar ... genetisch identieke (monozygote) tweelingen, waarvan er één net een orgaandonor is geworden (bijvoorbeeld omdat hij "gelukkig" een auto-ongeluk heeft gehad). Het klinkt extreem cynisch, maar laat dat je er niet van weerhouden om de tekst tot het einde door te lezen.

Wat geeft een donor-tweeling ons?

De dode tweeling geeft zijn broer (of zus) de kans om de perfecte kolonist op Mars te worden. Het feit is dat het rode beenmerg van de eerste, dat aan de rode planeet wordt afgeleverd in een extra container beschermd tegen straling, kan worden getransfundeerd aan de tweelingastronaut. Dit vergroot de kans om het te overleven met stralingsziekte, acute leukemie en andere problemen die de kolonist in de loop van de jaren van de missie zeer waarschijnlijk zal overkomen.

Dus, hoe ziet de screeningprocedure voor toekomstige kolonisten eruit?

We selecteren enkele miljoenen tweelingen. We wachten tot er iets met een van hen gebeurt, en doen een bod aan de andere. Een pool wordt geworven uit pakweg honderdduizend potentiële kandidaten. Nu, binnen deze pool, voeren we de definitieve selectie uit voor psychologische compatibiliteit en aanleg.

Om de steekproef uit te breiden, moeten natuurlijk astronauten over de hele aarde worden geselecteerd, en niet in een of twee landen.

Toch zou een bepaalde technologie voor het identificeren van kandidaten die bijzonder resistent zijn tegen straling natuurlijk veel helpen. Het is bekend dat sommige mensen veel beter bestand zijn tegen straling dan anderen. Het kan zeker worden gedetecteerd met behulp van enkele genetische markers. Als we het idee met tweelingen met deze methode aanvullen, zouden ze samen de overlevingskans van Mars-kolonisten aanzienlijk moeten verhogen.

Daarnaast zou het nuttig zijn om te leren hoe je mensen met beenmerg in gewichtloosheid kunt transfunderen. Dit is niet het enige dat speciaal voor dit project moet worden uitgevonden, maar gelukkig hebben we nog tijd en hangt het ISS nog steeds in de baan van de aarde, alsof het specifiek is om dergelijke technologieën te testen.

ps. Ik moet een speciaal voorbehoud maken dat de principiële tegenstander ruimtereis Dat ben ik niet en ik geloof dat vroeg of laat "de ruimte van ons zal zijn". De enige vraag is de prijs van dit succes, evenals de tijd die de mensheid zal besteden aan sporten noodzakelijke technologieën. Het lijkt mij dat velen van ons onder invloed van sciencefiction en populaire cultuur nogal onvoorzichtig zijn in de zin van het begrijpen van de moeilijkheden die onderweg moeten worden overwonnen. Om dit deel een beetje te ontnuchteren« kosmo-optimisten» en deze tekst is geschreven.

In delen zal ik je vertellen welke andere opties we hebben op het gebied van menselijke verkenning van de ruimte op de lange termijn.

Een van de belangrijkste negatieve biologische factoren van de ruimte, samen met gewichtloosheid, is straling. Maar als de situatie met gewichtloosheid aan verschillende instanties Het zonnestelsel (bijvoorbeeld op de Maan of Mars) zal beter zijn dan op het ISS, dan wordt het wat ingewikkelder met straling.

Volgens zijn oorsprong is kosmische straling van twee soorten. Het bestaat uit galactische kosmische stralen (GCR) en zware positief geladen protonen die afkomstig zijn van de zon. Deze twee soorten straling hebben een wisselwerking met elkaar. Tijdens de periode van zonneactiviteit neemt de intensiteit van galactische stralen af ​​en vice versa. Onze planeet wordt door een magnetisch veld beschermd tegen de zonnewind. Desondanks bereiken sommige van de geladen deeltjes de atmosfeer. Het resultaat is een fenomeen dat bekend staat als de aurora. Hoogenergetische GCR's worden bijna niet gevangen door de magnetosfeer, maar ze bereiken het aardoppervlak niet in gevaarlijke hoeveelheden vanwege de dichte atmosfeer. De baan van het ISS bevindt zich boven de dichte lagen van de atmosfeer, maar binnen de stralingsgordels van de aarde. Hierdoor is het niveau van kosmische straling op het station veel hoger dan op aarde, maar aanzienlijk lager dan in de ruimte. In termen van beschermende eigenschappen is de atmosfeer van de aarde ongeveer gelijk aan een laag lood van 80 centimeter.

De enige betrouwbare bron van gegevens over de stralingsdosis die kan worden verkregen tijdens een lange ruimtevlucht en op het oppervlak van Mars, is het RAD-instrument van het onderzoeksstation Mars Science Laboratory, beter bekend als Curiosity. Laten we eerst naar het ISS kijken om te begrijpen hoe nauwkeurig de gegevens die hij verzamelde zijn.

In september 2013 verscheen in het tijdschrift Science een artikel over de resultaten van de RAD-tool. Een vergelijkende grafiek van NASA's Jet Propulsion Laboratory (een organisatie die niet is aangesloten bij experimenten op het ISS, maar werkt met het RAD-instrument van de Curiosity rover) geeft aan dat een persoon een stralingsdosis van ongeveer 80 mSv (millisievert) krijgt gedurende een half jaar verblijf in een ruimtestation nabij de aarde). Maar in de publicatie van Oxford University uit 2006 (ISBN 978-0-19-513725-5) wordt gezegd dat een astronaut op het ISS gemiddeld 1 mSv per dag ontvangt, d.w.z. een dosis van zes maanden zou 180 mSv moeten zijn . Als gevolg hiervan zien we een enorme spreiding in de schatting van het blootstellingsniveau in de lang bestudeerde lage baan om de aarde.

De belangrijkste zonnecycli hebben een periode van 11 jaar, en aangezien de GCR en de zonnewind met elkaar verband houden, is het voor statistisch betrouwbare waarnemingen noodzakelijk om stralingsgegevens in verschillende delen van de zonnecyclus te bestuderen. Helaas zijn, zoals hierboven vermeld, alle gegevens die we hebben over ruimtestraling in de eerste acht maanden van 2012 verzameld door het MSL-ruimtevaartuig op weg naar Mars. In de daaropvolgende jaren verzamelde hij informatie over straling op het oppervlak van de planeet. Dit betekent niet dat de gegevens onjuist zijn. Je hoeft alleen maar te begrijpen dat ze alleen de kenmerken van een beperkte periode kunnen weerspiegelen.

In 2014 zijn de laatste gegevens uit de RAD-tool gepubliceerd. Volgens wetenschappers van het Jet Propulsion Laboratory van NASA zal een persoon een gemiddelde stralingsdosis van ongeveer 120 mSv ontvangen tijdens een verblijf van zes maanden op het oppervlak van Mars. Dit cijfer ligt in het midden tussen de onderste en bovenste schattingen van de stralingsdosis op het ISS. Tijdens de vlucht naar Mars, als die ook nog eens een half jaar duurt, zal de stralingsdosis 350 mSv zijn, ofwel 2-4,5 keer meer dan op het ISS. Tijdens de vlucht ondervond de MSL vijf zonnevlammen van matig vermogen. We weten niet zeker hoeveel straling de astronauten op de maan zullen ontvangen, omdat er tijdens het Apollo-programma geen experimenten zijn geweest die kosmische straling afzonderlijk hebben bestudeerd. De effecten ervan zijn alleen onderzocht in samenhang met de effecten van andere negatieve verschijnselen, zoals de invloed van maanstof. Niettemin kan worden aangenomen dat de dosis hoger zal zijn dan op Mars, omdat de maan zelfs niet door een zwakke atmosfeer wordt beschermd, maar lager dan in de open ruimte, omdat een persoon op de maan alleen "van bovenaf" wordt bestraald en "van de zijkanten", maar niet van onder de voeten./

Concluderend kan worden opgemerkt dat straling het probleem is dat bij kolonisatie van het zonnestelsel zeker om een ​​oplossing zal vragen. De wijdverbreide mening dat de stralingsomgeving buiten de magnetosfeer van de aarde geen ruimtevluchten op lange termijn toelaat, is echter gewoon niet waar. Om naar Mars te vliegen, moet je installeren beschermende bekleding ofwel voor de gehele bewoningsmodule van het ruimtevluchtcomplex, ofwel voor een apart speciaal beschermd "storm"-compartiment, waarin astronauten protonenbuien kunnen afwachten. Dit betekent niet dat ontwikkelaars complexe anti-stralingssystemen zullen moeten gebruiken. Om het blootstellingsniveau aanzienlijk te verminderen, is een warmte-isolerende coating voldoende, die wordt gebruikt op voertuigen die van ruimtevaartuigen afdalen om te beschermen tegen oververhitting tijdens het remmen in de atmosfeer van de aarde.

ruimte tape

Russische filosoof N.F. Fedorov (1828 - 1903) verklaarde voor het eerst dat voor de mensen het pad ligt naar de ontwikkeling van de hele ruimte als een strategisch pad voor de ontwikkeling van de mensheid. Hij vestigde de aandacht op het feit dat alleen zo'n grenzeloos gebied in staat is om alle spirituele energie, alle krachten van de mensheid, die verspild worden aan onderlinge wrijving of besteed aan kleinigheden, naar zich toe te trekken. ... Zijn idee om het industriële en wetenschappelijke potentieel van het militair-industriële complex te heroriënteren naar de verkenning en verkenning van de ruimte, inclusief verre ruimte, is in staat om het militaire gevaar in de wereld radicaal te verminderen. Om dit in de praktijk te laten gebeuren, moet het eerst gebeuren in de hoofden van de mensen die het in de eerste plaats nemen. wereldwijde oplossingen. ...

Tijdens de verkenning van de ruimte doen zich verschillende moeilijkheden voor. Het probleem van straling komt naar verluidt als belangrijkste obstakel naar voren, hier is een lijst met publicaties hierover:

29/01/2004, krant "Trud", "Bestraling in een baan";
("En hier zijn de trieste statistieken. Van onze 98 vliegende kosmonauten zijn er achttien niet meer in leven, dat wil zeggen elke vijfde. Hiervan stierven er vier toen ze terugkeerden naar de aarde, Gagarin, bij een vliegtuigongeluk. Vier stierven aan kanker (Anatoly Levchenko was 47, Vladimir Vasyutin was 50...).")

2. Tijdens de 254 dagen van de vlucht naar Mars door de Curiosity rover was de stralingsdosis meer dan 1 Sv, d.w.z. gemiddeld meer dan 4 mSv/dag.

3. Wanneer astronauten rond de aarde vliegen, is de stralingsdosis 0,3 tot 0,8 mSv / dag ()

4. Sinds de ontdekking van straling, de wetenschappelijke studie en de praktische massa-ontwikkeling door de industrie, is er een enorme hoeveelheid verzameld, inclusief het effect van straling op het menselijk lichaam.
Om de ziekte van een astronaut in verband te brengen met de impact van ruimtestraling, is het noodzakelijk om de incidentie van astronauten die de ruimte in vlogen te vergelijken met de incidentie van astronauten in de controlegroep die niet in de ruimte waren.

5. De internetruimte-encyclopedie www.astronaut.ru bevat alle informatie over kosmonauten, astronauten en taikonauten die de ruimte zijn ingevlogen, evenals kandidaten die zijn geselecteerd voor vluchten, maar niet de ruimte in vliegen.
Met behulp van deze gegevens heb ik een samenvattende tabel samengesteld voor de USSR / Rusland met persoonlijke invallen, geboorte- en overlijdensdata, doodsoorzaken, enz.
De samengevatte gegevens zijn weergegeven in de tabel:

	in de basis ruimte encyclopedieën, menselijk	live, menselijk	Ging dood om alle redenen menselijk	Ging dood van kanker menselijk
Vloog de ruimte in	116 , van hen 28 - met een vliegtijd van maximaal 15 dagen, 45 - met een vliegtijd van 16 tot 200 dagen, 43 - met een vliegtijd van 201 tot 802 dagen	87 (gemiddelde leeftijd - 61 jaar) van hen 61 met pensioen	29 (25%) gemiddelde leeftijd - 61 jaar	7 (6%), van hen 3 - met een aanraking van 1-2 dagen, 3 - met een vliegtijd van 16-81 dagen 1 - met een vliegtijd van 269 dagen
Niet in de ruimte gevlogen	158	101 (gemiddelde leeftijd - 63 jaar) van hen 88 met pensioen	57 (36%) gemiddelde leeftijd - 59 jaar	11 (7%)

Er zijn geen significante en duidelijke verschillen tussen de groep mensen die de ruimte in vlogen en de controlegroep.
Van de 116 mensen in de USSR/Rusland die minstens één keer de ruimte in vlogen, hebben 67 mensen een individuele ruimtevlucht van meer dan 100 dagen (maximaal 803 dagen) gemaakt, 3 van hen stierven op 64, 68 en 69 jaar oud. Een van de overledenen had kanker. De rest is in leven vanaf november 2013, inclusief 20 kosmonauten met maximale vluchten (van 382 tot 802 dagen) met doses (210 - 440 mSv) met een gemiddelde dagelijkse van 0,55 mSv. Dit bevestigt de stralingsveiligheid van langdurige ruimtevluchten.

6. Er zijn ook veel andere gegevens over de gezondheid van mensen die tijdens de jaren van de oprichting van de nucleaire industrie in de USSR verhoogde doses straling hebben gekregen. Dus, “bij de Mayak Production Association: “In 1950-1952. dosistempo van externe gamma (straling nabij technologische apparaten bereikte 15-180 mR / h. Jaarlijkse doses externe blootstelling aan 600 waargenomen werknemers van de fabriek bedroegen 1,4-1,9 Sv / jaar. In sommige gevallen waren de maximale jaarlijkse doses externe blootstelling bereikte 7-8 Sv/jaar...
Van de 2.300 werknemers die chronische stralingsziekte hebben ondergaan, blijven na 40-50 jaar observatie nog 1.200 mensen in leven met een gemiddelde totale dosis van 2,6 Gy op een gemiddelde leeftijd van 75 jaar. En van de 1100 sterfgevallen (gemiddelde dosis 3,1 Gy) in de structuur van doodsoorzaken, is een toename van het aandeel kwaadaardige tumoren merkbaar, maar hun gemiddelde leeftijd was 65 jaar.
"Nucleaire erfenisproblemen en manieren om ze op te lossen." - Onder de algemene redactie van E.V. Evstratova, A.M. Agapova, NP Laverova, LA Bolsjova, I.I. Linge. - 2012 - 356 d. - T1. (downloaden)

7. “...uitgebreide studies onder ongeveer 100.000 mensen die de atoombombardementen van Hiroshima en Nagasaki in 1945 overleefden, toonden aan dat kanker tot dusver de enige oorzaak is van verhoogde sterfte in deze bevolkingsgroep.
“Maar tegelijkertijd is het ontstaan ​​van kanker onder invloed van straling niet specifiek, het kan ook worden veroorzaakt door andere natuurlijke of door de mens veroorzaakte factoren (roken, lucht, water, voedselvervuiling). Chemicaliën en etc.). Straling verhoogt alleen het risico dat zonder straling bestaat. Bijvoorbeeld, Russische dokters geloven dat de bijdrage van ondervoeding aan de ontwikkeling van kanker 35% is, en roken - 31%. En de bijdrage van straling, zelfs bij ernstige blootstelling, is niet meer dan 10%.


(bron "Liquidators. Radiologische gevolgen van Tsjernobyl", V. Ivanov, Moskou, 2010 (download)

8. “In de moderne geneeskunde is radiotherapie een van de drie belangrijkste methoden voor de behandeling van kanker (de andere twee zijn chemotherapie en conventionele chirurgie). Tegelijkertijd, als we uitgaan van de ernst van bijwerkingen, is bestralingstherapie veel gemakkelijker te verdragen. In bijzonder ernstige gevallen kunnen patiënten een zeer hoge totale dosis krijgen - tot 6 Gy (ondanks het feit dat een dosis in de orde van grootte van 7-8 Gy dodelijk is!). Maar zelfs met zo'n enorme dosis, wanneer de patiënt herstelt, keert hij vaak terug naar het volledige leven van een gezond persoon - zelfs kinderen van voormalige patiënten van bestralingsklinieken vertonen geen tekenen van aangeboren genetische afwijkingen die verband houden met bestraling.
Als je de feiten zorgvuldig overweegt en afweegt, wordt een fenomeen als radiofobie - een irrationele angst voor straling en alles wat daarmee samenhangt - volkomen onlogisch. Inderdaad: mensen geloven dat er iets vreselijks is gebeurd wanneer het display van de dosismeter minstens een dubbele overmaat van de natuurlijke achtergrond toont - en tegelijkertijd gaan ze graag hun gezondheid verbeteren bij radonbronnen, waar de achtergrond kan worden overschreden tien of meer tijden. Grote doses ioniserende straling genezen patiënten met dodelijke ziekten - en tegelijkertijd schrijft een persoon die per ongeluk in het stralingsveld viel ondubbelzinnig de verslechtering van zijn gezondheid (als een dergelijke verslechtering zich voordeed) toe aan de werking van straling. ("Straling in de geneeskunde", Yu.S. Koryakovsky, AA Akatov, Moskou, 2009)
Sterftestatistieken laten zien dat elke derde inwoner van Europa sterft aan verschillende soorten kanker.
Een van de belangrijkste methoden voor de behandeling van kwaadaardige tumoren is bestralingstherapie, die nodig is voor ongeveer 70% van de kankerpatiënten, terwijl in Rusland slechts ongeveer 25% van degenen die het nodig hebben, het krijgt. ()

Op basis van alle verzamelde gegevens kunnen we gerust stellen dat het stralingsprobleem bij ruimteverkenning sterk overdreven is en dat de weg naar ruimteverkenning open ligt voor de mensheid.

PS Het artikel is gepubliceerd in het vakblad "Atomic Strategy" en daarvoor op de website van het tijdschrift beoordeeld door een aantal experts. Hier is de meest informatieve opmerking die daar is ontvangen: " Wat is kosmische straling. Deze straling is Solar + Galactische. De zon is vele malen intenser dan de Galactische, vooral tijdens zonneactiviteit. Dat bepaalt de hoofddosering. De component en energiesamenstelling zijn protonen (90%) en de rest is minder belangrijk (elektrisch, gamma, ...). De energie van de hoofdfractie van protonen is van keV tot 80-90 MeV. (Er is ook een hoogenergetische staart, maar dit zijn fracties van een procent.) Het bereik van een 80 MeV proton is ~7 (g/cm^2) of ongeveer 2,5 cm aluminium. Die. in de muur ruimteschip 2,5-3 cm dik, ze worden volledig geabsorbeerd. Hoewel protonen neutronen genereren bij kernreacties op aluminium, is het generatierendement laag. De dosissnelheid achter de scheepsromp is dus vrij hoog (omdat de flux-dosisconversiefactor voor protonen met de aangegeven energieën erg groot is). En binnen is het niveau redelijk acceptabel, hoewel hoger dan op aarde. Een bedachtzame en nauwgezette lezer zal onmiddellijk sarcastisch vragen: hoe zit het met in een vliegtuig. Het dosistempo is daar immers veel hoger dan op aarde. Het antwoord is juist. De verklaring is eenvoudig. Hoogenergetische zonne- en galactische protonen en kernen interageren met de kernen van de atmosfeer (reacties van meervoudige productie van hadronen), veroorzaken een hadroncascade (douche). Daarom heeft de hoogteverdeling van de fluxdichtheid van ioniserende deeltjes in de atmosfeer een maximum. Hetzelfde geldt voor de elektronen-fotonendouche. Hadron- en e-g-douches ontwikkelen zich en doven in de atmosfeer. De dikte van de atmosfeer is ~80-100 g/cm^2 (gelijk aan 200 cm beton of 50 cm ijzer.) En er is niet genoeg substantie in de huid om een ​​goede douche te vormen. Vandaar de schijnbare paradox: hoe dikker de bescherming van het schip, hoe hoger de dosissnelheid binnenin. Daarom is dunne bescherming beter dan dik. Maar! 2-3 cm bescherming is vereist (verzwakt de dosis van protonen met een orde van grootte). Nu voor de cijfers. Op Mars bereikte de Curiosity-dosismeter in bijna een jaar tijd ongeveer 1 Sv. De reden voor de voldoende hoge dosis is dat de dosimeter geen dun beschermend scherm had, zoals hierboven vermeld. Maar toch, is 1 Sv te veel of te weinig? Is het dodelijk? Een paar van mijn liquidatorvrienden scoorden elk ongeveer 100 R (natuurlijk in termen van gamma en in termen van hadronen - ergens rond de 1 Sv). Ze voelen zich beter dan wij. Niet uitgeschakeld. Officiële aanpak volgens normatieve documenten. - Met toestemming territoriale lichamen Staatsgezondheidsinspectie is het mogelijk om een ​​geplande dosis van 0,2 Sv per jaar te krijgen. (Dwz vergelijkbaar met 1 Sv). En het voorspelde blootstellingsniveau waarbij dringend ingrijpen nodig is, is 1 Gy voor het hele lichaam (dit is de geabsorbeerde dosis, ongeveer gelijk aan 1 Sv in equivalente dosis). En voor de longen - 6 Gy. Die. voor degenen die een dosis voor het hele lichaam van minder dan 1 Sv hebben gekregen en geen interventie vereist is. Dus zo eng is het niet. Maar het is natuurlijk beter om dergelijke doses niet te krijgen. "

Dan is deze serie artikelen iets voor jou... We zullen het hebben over natuurlijke bronnen van ioniserende straling, het gebruik van straling in de geneeskunde en andere interessante dingen.

Bronnen van ioniserende straling zijn voorwaardelijk verdeeld in twee groepen - natuurlijk en kunstmatig. Natuurlijke bronnen hebben altijd bestaan ​​en kunstmatige zijn in de 19e eeuw door de menselijke beschaving gecreëerd. Dit is gemakkelijk te verklaren aan de hand van het voorbeeld van twee vooraanstaande wetenschappers die in verband worden gebracht met de ontdekking van straling. Antoine Henri Becquerel ontdekte de ioniserende straling van uranium (een natuurlijke bron), en Wilhelm Conrad Roentgen ontdekte ioniserende straling tijdens het vertragen van elektronen, die werden versneld in een speciaal ontworpen apparaat (röntgenbuis als kunstmatige bron). Laten we in procenten en digitaal equivalent analyseren welke stralingsdoses (een kwantitatief kenmerk van de impact van ioniserende straling op het menselijk lichaam) een gewone burger van Oekraïne gedurende het jaar ontvangt uit verschillende kunstmatige en natuurlijke bronnen (Fig. 1).

Rijst. 1. Structuur en gewogen gemiddelde waarden van de effectieve dosis blootstelling van de bevolking van Oekraïne per jaar

Zoals u kunt zien, ontvangen we het grootste deel van de blootstelling van natuurlijke stralingsbronnen. Maar bleven deze natuurlijke bronnen hetzelfde als in de vroege stadia van de beschaving? Als dat zo is, hoeft u zich geen zorgen te maken, omdat we ons al lang hebben aangepast aan een dergelijke blootstelling. Maar helaas is dit niet het geval. Menselijke activiteit leidt ertoe dat natuurlijke radioactieve bronnen zich concentreren en de mogelijkheid van hun invloed op de mens vergroten.

Een van die plaatsen waar de mogelijkheid van de invloed van straling op een persoon toeneemt, is de ruimte. De intensiteit van de blootstelling aan straling is afhankelijk van de hoogte boven zeeniveau. Zo krijgen astronauten, piloten en passagiers van luchtvervoer, evenals de bevolking die in de bergen woont, een extra dosis straling. Laten we proberen uit te vinden hoe gevaarlijk het is voor mensen en welke "straling"-geheimen de kosmos verbergt.

Straling in de ruimte: wat is het gevaar voor astronauten?

Het begon allemaal met het feit dat de Amerikaanse natuurkundige en astrofysicus James Alfred Van Allen besloot een Geiger-Muller-teller te installeren op de eerste satelliet die in een baan om de aarde werd gelanceerd. De indicatoren van dit instrument hebben officieel het bestaan ​​van een gordel van intense straling over de hele wereld bevestigd. Maar waar kwam het vandaan in de ruimte? Het is bekend dat radioactiviteit in de ruimte al heel lang bestaat, zelfs voordat de aarde verscheen, dus de ruimte was constant gevuld en gevuld met straling. Na het onderzoek kwamen wetenschappers tot de conclusie dat straling in de ruimte afkomstig is van de zon, tijdens fakkels of van kosmische straling die het gevolg is van hoogenergetische gebeurtenissen in onze en andere sterrenstelsels.

Het bleek dat de stralingsgordels beginnen op 800 km boven het aardoppervlak en zich uitstrekken tot 24.000 km. Volgens de classificatie van de International Federation of Aeronautics wordt een vlucht als ruimte beschouwd als de hoogte meer dan 100 km bedraagt. Dienovereenkomstig zijn astronauten het meest kwetsbaar in termen van het ontvangen van een grote dosis kosmische straling. Hoe hoger ze de ruimte in gaan, hoe dichter ze bij de stralingsgordels zijn, dus hoe groter het risico op het ontvangen van een aanzienlijke hoeveelheid straling.
De wetenschappelijk directeur van het Amerikaanse National Aeronautics and Space Administration (NASA)-programma om de effecten van straling op mensen te bestuderen, Francis Cucinotta, merkte eens op dat het meest onaangename gevolg van blootstelling aan de ruimte tijdens langdurige astronautenvluchten de ontwikkeling van staar is, dat wil zeggen , vertroebeling van de ooglens. Bovendien is er kans op kanker. Maar Cucinotta merkte ook op dat er na de vlucht geen extreem verschrikkelijke gevolgen zijn voor de astronauten. Hij benadrukte alleen dat er nog veel onbekend is over hoe kosmische straling op astronauten en wat zijn de echte gevolgen van deze impact.

De kwestie van de bescherming van astronauten tegen straling in de ruimte is altijd een prioriteit geweest. In de jaren 60 van de vorige eeuw haalden wetenschappers hun schouders op en wisten ze niet hoe ze astronauten moesten beschermen tegen kosmische straling, vooral wanneer het nodig was om de ruimte in te gaan. In 1966 besloot de Sovjetkosmonaut niettemin de ruimte in te gaan, maar in een zeer zwaar loden pak. Vervolgens heeft technologische vooruitgang de oplossing van het probleem van de grond gebracht en zijn er lichtere en veiligere pakken gemaakt.

Ruimteverkenning heeft altijd wetenschappers, onderzoekers en astronauten aangetrokken. De geheimen van de nieuwe planeten kunnen nuttig zijn voor de verdere ontwikkeling van de mensheid op planeet Aarde, maar ze kunnen ook gevaarlijk zijn. Daarom was de Curiosity-missie naar Mars zo belangrijk. Maar we zullen niet afwijken van de hoofdfocus van het artikel en ons concentreren op de resultaten van blootstelling aan straling die zijn geregistreerd door het overeenkomstige apparaat aan boord van de rover. Dit apparaat bevond zich in het ruimtevaartuig, dus de metingen geven de echte dosis aan die een astronaut al in een bemand ruimtevaartuig kan ontvangen. Wetenschappers die de meetresultaten verwerkten, rapporteerden teleurstellende gegevens: de equivalente stralingsdosis was 4 keer meer dan het maximaal toegestane voor werknemers van kerncentrales. In Oekraïne is de stralingsdosislimiet voor degenen die permanent of tijdelijk rechtstreeks met bronnen werken ioniserende straling 20 mSv.

Om de meest afgelegen uithoeken van de ruimte te verkennen, moet je missies uitvoeren die technisch niet kunnen worden uitgevoerd met traditionele energiebronnen. Dit probleem werd opgelost door het gebruik van kernenergiebronnen, namelijk isotopenbatterijen en reactoren. Deze bronnen zijn uniek in hun soort, omdat ze een hoog energiepotentieel hebben, wat de mogelijkheden van missies in de ruimte enorm vergroot. Zo werden bijvoorbeeld sondevluchten naar de buitengrenzen van het zonnestelsel mogelijk. Aangezien de duur van dergelijke vluchten vrij lang is, zijn de panelen zonnepanelen niet geschikt als stroombron voor ruimtevaartuigen.

De keerzijde van de medaille zijn de potentiële risico's van het gebruik van radioactieve bronnen in de ruimte. Kortom, het is het gevaar van onvoorziene of noodsituaties. Daarom stellen staten die ruimtevoorwerpen lanceren met kernenergie aan boord alles in het werk om individuen, de bevolking en de biosfeer te beschermen tegen radiologische gevaren. Dergelijke voorwaarden werden gedefinieerd in de beginselen met betrekking tot het gebruik van kernenergiebronnen in de ruimte en werden in 1992 aangenomen bij een resolutie van de Algemene Vergadering van de Verenigde Naties (VN). Dezelfde principes bepalen ook dat een staat die een ruimtevoorwerp met kernenergiebronnen aan boord lanceert, de betrokken landen onmiddellijk moet informeren als er een storing optreedt aan het ruimtevoorwerp en het gevaar bestaat dat radioactief materiaal naar de aarde wordt teruggestuurd.

Ook hebben de Verenigde Naties, samen met de International Atomic Energy Agency (IAEA), een raamwerk ontwikkeld om het veilige gebruik van kernenergiebronnen in de ruimte te waarborgen. Ze zijn ontworpen als aanvulling op de IAEA-veiligheidsnormen met begeleiding op hoog niveau die rekening houdt met aanvullende veiligheidsmaatregelen voor het gebruik van kernenergiebronnen in ruimteobjecten tijdens alle fasen van missies: lancering, operatie en ontmanteling.

Moet ik bang zijn voor straling bij het gebruik van luchtvervoer?

Kosmische straling die straling draagt, bereikt bijna alle uithoeken van onze planeet, maar de verspreiding van straling is niet proportioneel. Het magnetisch veld van de aarde buigt een aanzienlijke hoeveelheid geladen deeltjes weg van de equatoriale zone, waardoor meer straling wordt geconcentreerd op de Noord- en Zuidpool. Bovendien, zoals reeds opgemerkt, hangt kosmische straling af van de hoogte. Degenen die op zeeniveau leven, ontvangen ongeveer 0,003 mSv per jaar van kosmische straling, terwijl degenen die op 2 km wonen twee keer zoveel straling kunnen ontvangen.

Zoals u weet, is de optimale vlieghoogte voor een vliegtuig bij een kruissnelheid van 900 km/u voor passagiersvliegtuigen, rekening houdend met de verhouding tussen luchtweerstand en lift, meestal ongeveer 9-10 km. Dus als een vliegtuig tot zo'n hoogte stijgt, kan het stralingsniveau met bijna 25 keer toenemen ten opzichte van wat het was op ongeveer 2 km.

Passagiers op trans-Atlantische vluchten worden per vlucht blootgesteld aan de meeste blootstelling. Bij het vliegen van de VS naar Europa kan een persoon een extra 0,05 mSv ontvangen. Feit is dat de atmosfeer van de aarde een passende afscherming heeft tegen kosmische straling, maar wanneer een vliegtuig tot de boven optimale hoogte wordt geheven, verdwijnt deze bescherming gedeeltelijk, wat leidt tot extra straling. Daarom verhogen frequente vluchten over de oceaan het risico op een verhoogde dosis straling door het lichaam. Zo kunnen 4 van dergelijke vluchten een persoon kosten om een ​​dosis van 0,4 mSv te ontvangen.

Als we het over piloten hebben, dan is de situatie hier enigszins anders. Omdat ze vaak over de Atlantische Oceaan vliegen, kan de stralingsdosis voor vliegtuigpiloten meer dan 5 mSv per jaar bedragen. Volgens de normen van Oekraïne worden personen bij het ontvangen van een dergelijke dosis al gelijkgesteld aan een andere categorie - mensen die niet direct betrokken zijn bij het werken met bronnen van ioniserende straling, maar vanwege de locatie van werkplekken in gebouwen en op industriële terreinen van faciliteiten met straling en nucleaire technologieën, kunnen ze extra worden blootgesteld. Voor dergelijke personen geldt een stralingsdosislimiet van 2 mSv per jaar.

Het International Atomic Energy Agency toont grote belangstelling voor deze kwestie. De IAEA heeft een aantal veiligheidsnormen ontwikkeld en de kwestie van de blootstelling van de bemanning vliegtuigen vond ook zijn weerslag in een van deze documenten. Volgens de aanbevelingen van het Agentschap is de nationale regelgevende instantie of een andere geschikte en bevoegde instantie verantwoordelijk voor het vaststellen van het referentieniveau van de stralingsdosis voor vliegtuigbemanningen. Bij overschrijding van deze dosis moeten de werkgevers van de vliegtuigbemanning passende maatregelen nemen om de doses te beoordelen en te registreren. Bovendien moeten zij vrouwelijke vliegtuigbemanningsleden informeren over het risico voor het embryo of de foetus in verband met blootstelling aan kosmische straling en de noodzaak van vroegtijdige waarschuwing bij zwangerschap.

Is het mogelijk om de ruimte te beschouwen als een plaats voor de berging van radioactief afval?

We hebben al gezien dat kosmische straling, hoewel het geen catastrofale gevolgen heeft voor de mensheid, het niveau van blootstelling van de mens kan verhogen. Veel wetenschappers beoordelen de impact van kosmische straling op mensen en bestuderen ook de mogelijkheid om de ruimte te gebruiken voor de behoeften van de mensheid. In de context van dit artikel lijkt het idee om radioactief afval in de ruimte te begraven erg dubbelzinnig en interessant.

Feit is dat wetenschappers uit landen waar kernenergie actief wordt gebruikt voortdurend op zoek zijn naar plaatsen om radioactief afval, dat zich voortdurend ophoopt, veilig te lokaliseren. De ruimte wordt door sommige wetenschappers ook beschouwd als een van de mogelijke locaties voor gevaarlijk afval. Specialisten van het Yuzhnoye State Design Bureau, gevestigd in Dnepropetrovsk, samen met de International Academy of Astronautics, bestuderen bijvoorbeeld de technische componenten van de implementatie van het idee van afvalverwijdering in de verre ruimte.

Enerzijds is het erg handig om dergelijk afval de ruimte in te sturen, omdat het op elk moment en in onbeperkte hoeveelheden kan worden uitgevoerd, wat de vraag naar de toekomst van dit afval in ons ecosysteem wegneemt. Bovendien, zoals experts opmerken, vereisen dergelijke vluchten geen grote nauwkeurigheid. Aan de andere kant heeft deze methode ook zijn zwakke punten. Het grootste probleem is om de veiligheid van de biosfeer van de aarde te waarborgen in alle stadia van het lanceren van een draagraket. De kans op een ongeval tijdens de lancering is vrij hoog en wordt geschat op bijna 2-3%. Een brand of explosie van een draagraket bij de lancering, tijdens de vlucht of de val ervan kan een aanzienlijke verspreiding van gevaarlijk radioactief afval veroorzaken. Dat is de reden waarom, bij het bestuderen van deze methode, de belangrijkste aandacht juist moet worden gericht op het probleem van veiligheid in noodsituaties.

Olga Makarovskaya, vice-voorzitter van de State Nuclear Regulatory Commission van Oekraïne; Dmitry Chumak, hoofdingenieur van de informatieondersteuningssector van de informatie- en technische afdeling van de SSTC NRS, 10/03/2014

https://website/wp-content/uploads/2015/09/diagram11.jpg 450 640 beheerder //site/wp-content/uploads/2017/08/Logo_Uatom.pngbeheerder 2015-09-29 09:58:38 2017-11-06 10:52:43 Straling en ruimte: wat moet je weten? ("Straling" geheimen die de ruimte verbergt)

Een stripverhaal over hoe wetenschappers in de strijd tegen kosmische straling Mars zullen beheersen.

Het overweegt verschillende mogelijkheden voor toekomstig onderzoek om astronauten te beschermen tegen blootstelling, waaronder medicamenteuze therapie, genetische manipulatie en winterslaaptechnologie. De auteurs merken ook op dat straling en veroudering het lichaam op vergelijkbare manieren doden, en suggereren dat manieren om de een te bestrijden tegen de ander kunnen werken. Een artikel met een strijdmotto in de titel Viva la radioresistance! ("Lang leve stralingsweerstand!") werd gepubliceerd in het tijdschrift Oncotarget.

"De renaissance van de verkenning van de ruimte zal waarschijnlijk leiden tot de eerste menselijke missies naar Mars en de verre ruimte. Maar om te overleven in omstandigheden van verhoogde kosmische straling, zullen mensen resistenter moeten worden tegen externe factoren. In dit artikel stellen we een methodologie voor om verhoogde radioresistentie, stressbestendigheid en weerstand tegen veroudering te bereiken. Terwijl we aan de strategie werkten, brachten we vooraanstaande wetenschappers uit Rusland samen, maar ook van NASA, de European Space Agency, het Canadian Radiation Center en meer dan 25 andere centra over de hele wereld. Op aarde zullen ook radioresistentietechnologieën van pas komen, vooral als “ bijwerking"Er zal een gezonde levensduur zijn", zegt Alexander Zhavoronkov, universitair hoofddocent aan het Moskouse Instituut voor Natuurkunde en Technologie.

. " alt="(!LANG:We zullen ervoor zorgen dat straling de mensheid niet belet de ruimte te veroveren en Mars te koloniseren. Dankzij wetenschappers zullen we naar de Rode Planeet vliegen en daar disco en barbecue organiseren . " src="/sites/default/files/images_custom/2018/03/mars7.png">!}

We zullen ervoor zorgen dat straling de mensheid er niet van weerhoudt de ruimte te veroveren en Mars te koloniseren. Dankzij wetenschappers vliegen we naar de Rode Planeet en organiseren daar disco en barbecue .

Ruimte versus mens

“Op kosmische schaal is onze planeet slechts een klein schip, goed beschermd tegen kosmische straling. Het magnetisch veld van de aarde buigt zonne- en galactisch geladen deeltjes af, waardoor het stralingsniveau op het oppervlak van de planeet aanzienlijk wordt verminderd. Tijdens diepe ruimtevluchten en de kolonisatie van planeten met zeer zwakke magnetische velden (bijvoorbeeld Mars), zal een dergelijke bescherming niet zijn, en zullen astronauten en kolonisten constant worden blootgesteld aan stromen geladen deeltjes met enorme energie. In feite hangt de toekomst van de mensheid in de ruimte af van hoe we dit probleem oplossen”, zegt Andrey Osipov, hoofd van de afdeling Experimentele Radiobiologie en Stralingsgeneeskunde van het Federaal Medisch Biofysisch Centrum genoemd naar A.I. Burnazyan, Professor van de Russische Academie van Wetenschappen, medewerker van het Laboratorium voor de Ontwikkeling van Innovatieve Geneesmiddelen aan het Moskouse Instituut voor Natuurkunde en Technologie Andrey Osipov.

De mens is weerloos tegen de gevaren van de ruimte: zonnestraling, galactische kosmische straling, magnetische velden, radioactieve omgeving van Mars, stralingsgordel van de aarde, microzwaartekracht (gewichtloosheid).

De mensheid is serieus van plan om Mars te koloniseren - SpaceX belooft al in 2024 een man naar de Rode Planeet te brengen, maar enkele belangrijke problemen zijn nog niet opgelost. Een van de grootste gevaren voor de gezondheid van astronauten is dus kosmische straling. Ioniserende straling beschadigt biologische moleculen, met name DNA, wat leidt tot verschillende aandoeningen: zenuwstelsel, cardiovasculair systeem en vooral kanker. Wetenschappers stellen voor om hun krachten te bundelen en, met behulp van de nieuwste ontwikkelingen in de biotechnologie, de radioweerstand van een persoon te vergroten, zodat hij de uitgestrekte ruimte kan veroveren en andere planeten kan koloniseren.

menselijke verdediging

Het lichaam heeft manieren om zichzelf te beschermen tegen DNA-schade en het te repareren. Ons DNA wordt voortdurend blootgesteld aan natuurlijke straling, evenals aan reactieve zuurstofsoorten (ROS), die worden gevormd tijdens normale cellulaire ademhaling. Maar bij het repareren van DNA, vooral bij ernstige schade, kunnen fouten optreden. De opeenhoping van DNA-schade wordt beschouwd als een van de belangrijkste oorzaken van veroudering, dus straling en veroudering zijn vergelijkbare vijanden van de mensheid. Cellen kunnen zich echter aanpassen aan straling. Het is aangetoond dat een kleine dosis straling niet alleen geen kwaad kan, maar cellen ook voorbereidt op een ontmoeting met hogere doses. Nu houden internationale normen voor stralingsbescherming hier geen rekening mee. Recente studies suggereren dat er een bepaalde stralingsdrempel is, waaronder het principe "moeilijk te leren - gemakkelijk te bestrijden" werkt. De auteurs van het artikel zijn van mening dat het nodig is om de mechanismen van radio-aanpassingsvermogen te bestuderen om ze in gebruik te nemen.

Manieren om de radioresistentie te verhogen: 1) gentherapie, multiplex genetische manipulatie, experimentele evolutie; 2) biobanking, regeneratieve technologieën, weefsel- en orgaantechnologie, geïnduceerde celvernieuwing, celtherapie; 3) radioprotectors, geroprotectors, antioxidanten; 4) winterslaap; 5) gedeutereerde organische componenten; 6) medische selectie van radioresistente mensen.

Aleksey Moskalev, hoofd van het laboratorium voor genetica van levensduur en veroudering aan het Moskouse Instituut voor Fysica en Technologie, corresponderend lid van de Russische Academie van Wetenschappen, doctor in de biologie Alexei Moskalev legt uit: “Onze langetermijnstudies naar de effecten van lage doses van ioniserende straling op de levensduur van modeldieren hebben aangetoond dat kleine schadelijke effecten het afweersysteem van het lichaam en de cellen zelf kunnen stimuleren (DNA-reparatie, heat shock-eiwitten, verwijdering van dode cellen, aangeboren immuniteit). In de ruimte zullen mensen echter een significanter en gevaarlijker bereik van stralingsdoses tegenkomen. We hebben een grote database met geroprotectors opgebouwd. De opgedane kennis suggereert dat velen van hen functioneren volgens het mechanisme van het activeren van reservecapaciteiten, waardoor de stressbestendigheid toeneemt. Het is waarschijnlijk dat een dergelijke stimulatie de toekomstige kolonisten van de ruimte zal helpen.

astronautentechniek

Bovendien is radioresistentie bij mensen anders: iemand is beter bestand tegen straling, iemand minder. Medische selectie van radioresistente individuen omvat het nemen van celmonsters van potentiële kandidaten en een uitgebreide analyse van de radioadaptiviteit van deze cellen. De meest resistente tegen straling zullen de ruimte in vliegen. Daarnaast is het mogelijk om genoombrede studies uit te voeren bij mensen die in gebieden met hoog niveau achtergrondstraling of degenen die er in het beroep aan worden blootgesteld. De genomische verschillen van mensen die minder vatbaar zijn voor kanker en andere ziekten die verband houden met straling, kunnen in de toekomst worden geïsoleerd en in astronauten worden 'geënt' met behulp van moderne methoden genetische manipulatie, zoals genoombewerking.

Er zijn verschillende opties waarvoor genen moeten worden ingebracht om de radioresistentie te verhogen. Ten eerste zullen antioxidantgenen cellen helpen beschermen tegen reactieve zuurstofsoorten die door straling worden geproduceerd. Verschillende experimentele groepen hebben al met succes geprobeerd de gevoeligheid voor straling te verminderen met behulp van dergelijke transgenen. Deze methode bespaart echter niet van directe blootstelling aan straling, alleen van indirecte.

Het is mogelijk genen te introduceren voor eiwitten die verantwoordelijk zijn voor DNA-herstel. Dergelijke experimenten zijn al uitgevoerd - sommige genen hebben echt geholpen en sommige hebben geleid tot verhoogde genomische instabiliteit, dus dit gebied wacht op nieuw onderzoek.

Een meer veelbelovende methode is het gebruik van radioprotectieve transgenen. Veel organismen (zoals tardigrades) hebben een hoge graad radioresistentie, en als je erachter komt welke genen en moleculaire mechanismen hierachter zitten, kunnen ze met gentherapie op de mens worden overgedragen. Om 50% van de tardigrades te doden, heb je een dosis straling nodig die 1000 keer de dodelijke dosis voor mensen is. Onlangs is een eiwit ontdekt waarvan wordt gedacht dat het een van de factoren is achter dit uithoudingsvermogen, de zogenaamde Dsup-schadeonderdrukker. In een experiment met een menselijke cellijn bleek dat de introductie van het Dsup-gen de schade met 40% vermindert. Dit maakt het gen een veelbelovende kandidaat om mensen te beschermen tegen straling.

EHBO-doos voor vechters

Geneesmiddelen die de afweer van het lichaam tegen straling versterken, worden "radioprotectors" genoemd. Tot op heden is er slechts één door de FDA goedgekeurde radioprotector. Maar de belangrijkste signaalroutes in cellen die betrokken zijn bij de processen van seniele pathologieën, zijn ook betrokken bij reacties op straling. Op basis hiervan kunnen geroprotectors - medicijnen die de snelheid van veroudering verminderen en de levensverwachting verlengen - ook dienen als radioprotectors. Volgens de databases Geroprotectors.org en DrugAge zijn er meer dan 400 potentiële geroprotectors. De auteurs zijn van mening dat het nuttig zou zijn om bestaande geneesmiddelen te beoordelen op gero- en stralingsbeschermende eigenschappen.

Omdat ioniserende straling ook werkt via reactieve zuurstofsoorten, kunnen redox-scavengers, of, eenvoudiger, antioxidanten, zoals glutathion, NAD en zijn voorloper NMN, helpen om met straling om te gaan. Deze laatste lijken een belangrijke rol te spelen in de reactie op DNA-schade en zijn daarom van groot belang vanuit het oogpunt van stralingsbescherming en veroudering.

Hypernatie in winterslaap

Kort na de lancering van de eerste ruimtevluchten begon de leidende ontwerper van het Sovjet-ruimteprogramma, Sergei Korolev, een ambitieus project te ontwikkelen voor een bemande vlucht naar Mars. Zijn idee was om de bemanning in een staat van winterslaap te brengen (Engelse winterslaap - " winterslaap”) tijdens langdurige ruimtereizen. Tijdens de winterslaap vertragen alle processen in het lichaam. Experimenten met dieren laten zien dat in deze toestand de weerstand tegen extreme factoren toeneemt: verlaging van de temperatuur, dodelijke stralingsdoses, overbelasting, enzovoort. In de USSR werd het Mars-project gesloten na de dood van Sergei Korolev. En nu werkt de European Space Agency aan het Aurora-project voor vluchten naar Mars en de maan, waarbij de mogelijkheid wordt overwogen om astronauten te laten slapen. ESA is van mening dat winterslaap zal zorgen voor meer veiligheid op lange termijn geautomatiseerde vluchten. Als we het hebben over de toekomstige kolonisatie van de ruimte, dan is het gemakkelijker om een ​​bank van gecryopreserveerde kiemcellen te transporteren en te beschermen tegen straling, dan een populatie van "klaar" mensen. Maar dit zal duidelijk niet in de nabije toekomst zijn, en misschien zullen tegen die tijd radiobeschermingsmethoden voldoende zijn ontwikkeld zodat een persoon niet bang is voor de ruimte.

Zware artillerie

Allemaal organische bestanddelen bevatten koolstof-waterstofbindingen (C-H). Het is echter mogelijk om verbindingen te synthetiseren die deuterium bevatten in plaats van waterstof, een zwaardere analoog van waterstof. Door de grotere massa zijn bindingen met deuterium moeilijker te verbreken. Het lichaam is echter ontworpen om met waterstof te werken, dus als te veel waterstof wordt vervangen door deuterium, kan dit tot slechte gevolgen leiden. In verschillende organismen is aangetoond dat de toevoeging van gedeutereerd water de levensduur verlengt en kankerbestrijdende effecten heeft, maar meer dan 20% van het gedeutereerd water in de voeding begint een toxisch effect te hebben. De auteurs van het artikel zijn van mening dat preklinische proeven moeten worden uitgevoerd en dat een veiligheidsdrempel moet worden gezocht.

Een interessant alternatief is om niet waterstof, maar koolstof te vervangen door een zwaardere analoog. 13 C is slechts 8% zwaarder dan 12 C, terwijl deuterium 100% zwaarder is dan waterstof - dergelijke veranderingen voor het lichaam zullen minder kritisch zijn. Deze methode biedt echter geen bescherming tegen N-H-ruptuur en O-H aansluitingen die de basen van DNA bij elkaar houden. Bovendien is de productie van 13 C tegenwoordig erg duur. Als de productiekosten echter kunnen worden verlaagd, kan koolstofvervanging extra bescherming mens van kosmische straling.

“Het probleem van stralingsveiligheid van deelnemers aan ruimtemissies behoort tot de klasse van zeer complexe problemen die niet kunnen worden opgelost binnen het kader van één wetenschappelijk centrum of zelfs een heel land. Het is om deze reden dat we hebben besloten om specialisten van toonaangevende centra in Rusland en de rest van de wereld samen te brengen om hun visie op manieren om dit probleem op te lossen te leren en te consolideren. In het bijzonder zijn er onder de Russische auteurs van het artikel wetenschappers van de FMBTS im. AI Burnazyan, IBMP RAS, Moscow Institute of Physics and Technology en andere wereldberoemde instellingen. Tijdens het werk aan het project hebben veel van de deelnemers elkaar voor het eerst leren kennen en nu zijn ze van plan om het gezamenlijke onderzoek dat ze zijn begonnen voort te zetten”, besluit Ivan Ozerov, projectcoördinator, radiobioloog, hoofd van de analyse van celsignaleringsroutes. groep bij de Skolkovo-startup Insiliko.

Ontwerper Elena Khavina, persdienst MIPT

keer bekeken