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

De hieronder weergegeven tekst moet worden beschouwd als de persoonlijke mening van de auteur. Hij beschikt niet over geheime informatie (of toegang daartoe). Alles wat gepresenteerd wordt zijn feiten uit open bronnen plus een beetje gezond verstand (“couch analytics”, zo je wilt).

Sciencefiction – al die blasters en kerkbanken in de ruimte in kleine eenzitsjagers – heeft de mensheid geleerd de welwillendheid van het heelal jegens warme eiwitorganismen ernstig te overschatten. Dit wordt vooral duidelijk wanneer sciencefictionschrijvers reizen naar andere planeten beschrijven. Helaas zal de verkenning van de ‘echte ruimte’ in plaats van de gebruikelijke enkele honderden ‘kames’ onder de bescherming van het magnetische veld van de aarde een moeilijkere onderneming zijn dan het voor de gemiddelde persoon slechts tien jaar geleden leek.

Dus hier is mijn belangrijkste punt. Het psychologische klimaat en de conflicten binnen de bemanning zijn verre van de belangrijkste problemen waarmee mensen te maken zullen krijgen 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 “P”.

Wat is kosmische straling en waarom we er op aarde niet aan sterven

Ioniserende straling in de ruimte (buiten de paar honderd kilometer nabije aardse ruimte die mensen feitelijk beheersen) bestaat uit twee delen.

Straling van de zon. Dit is in de eerste plaats ‘ zonnige wind» - een stroom deeltjes die voortdurend vanuit de ster in alle richtingen ‘blaast’ en die buitengewoon goed is voor toekomstige ruimtezeilschepen, omdat ze daardoor behoorlijk kunnen accelereren om verder te reizen zonnestelsel. Maar voor levende wezens is het grootste deel van deze wind niet bijzonder nuttig. Het is geweldig dat we tegen harde straling worden beschermd door een dikke laag van de atmosfeer, de ionosfeer (die waar de ozongaten zitten), en ook door het krachtige magnetische veld van de aarde.

Naast de wind, die min of meer gelijkmatig verspreidt, schiet onze ster ook periodiek zogenaamde zonnevlammen af. Deze laatste zijn uitstoten van coronale materie van de zon. Ze zijn zo ernstig dat ze van tijd tot tijd tot problemen leiden voor mensen en technologie, zelfs op aarde, waar het leukste, ik herhaal, goed wordt vertoond.

We hebben dus de atmosfeer en het magnetische veld van de planeet. In een toch al vrij nauwe ruimte, op een afstand van tien- of tweeduizend kilometer van de aarde, zal een zonnevlam (zelfs een zwakke, slechts een paar Hiroshima's), die een schip raakt, gegarandeerd de levende vulling ervan zonder de minste kans uitschakelen. van overleven. We hebben absoluut niets dat dit vandaag de dag kan voorkomen – op het huidige niveau van ontwikkeling van technologieën en materialen. Om deze reden, en alleen om deze reden, zal de mensheid de maandenlange reis naar Mars moeten uitstellen totdat we dit probleem op zijn minst gedeeltelijk hebben opgelost. Je zult het ook moeten plannen tijdens perioden met de rustigste zon en veel moeten bidden tot alle technische goden.

Kosmische stralen. Deze alomtegenwoordige gemene dingen dragen een enorme hoeveelheid energie met zich mee (meer dan de LHC in een deeltje kan pompen). Ze komen uit andere delen van onze Melkweg. Door het schild van de atmosfeer van de aarde binnen te dringen, interageert een dergelijke straal met zijn atomen en valt uiteen in tientallen minder energetische deeltjes, die in stromen van nog minder energetische (maar ook gevaarlijke) deeltjes terechtkomen, en als gevolg daarvan wordt al deze pracht ongedaan gemaakt. die als stralingsregen op het oppervlak van de planeet terechtkomt. Ongeveer 15% van de achtergrondstraling op aarde is afkomstig van bezoekers uit de ruimte. Hoe hoger u boven zeeniveau leeft, hoe hoger de dosis die u tijdens uw leven oploopt. En dit gebeurt de klok rond.

Probeer je als schooloefening voor te stellen wat er zal gebeuren met een ruimteschip en zijn ‘levende inhoud’ als ze ergens in de ruimte direct door zo’n straal worden geraakt. Laat me je eraan herinneren dat de vlucht naar Mars enkele maanden zal duren, hiervoor zal een flink schip moeten worden gebouwd, en de kans op het hierboven beschreven "contact" (of zelfs meer dan één) is vrij groot. Helaas is het simpelweg onmogelijk om het te negeren tijdens lange vluchten met een live crew.

Wat nog meer?

Naast de straling die vanaf de zon de aarde bereikt, is er ook straling zonnestraling, die de magnetosfeer van de planeet afstoot, niet binnenlaat en, belangrijker nog, zich ophoopt*. Maak kennis met de lezers. Dit is de stralingsgordel van de aarde (ERB). Het wordt ook wel de Van Allengordel genoemd, zoals het in het buitenland wordt genoemd. De astronauten zullen het, zoals ze zeggen, “op volle snelheid” moeten overwinnen, om niet binnen een paar uur een dodelijke dosis straling te ontvangen. Herhaald contact met deze gordel – als we, in strijd met het gezonde verstand, besluiten astronauten van Mars naar de aarde terug te sturen – zou ze gemakkelijk kunnen beëindigen.

*Een aanzienlijk deel van de Van Allen-riemdeeltjes bereiken al in de riem zelf gevaarlijke snelheden. Dat wil zeggen, het beschermt ons niet alleen tegen straling van buitenaf, maar versterkt ook deze verzamelde straling.

Tot nu toe hebben we het over de ruimte gehad. Maar we mogen niet vergeten dat Mars (in tegenstelling tot de aarde) vrijwel geen magnetisch veld** heeft, en dat de atmosfeer dun en dun is, dus als we hieraan worden blootgesteld negatieve factoren mensen zullen niet alleen op de vlucht zijn.

**Oké, er is een beetje- nabij de zuidpool.

Vandaar de conclusie. Toekomstige kolonisten zullen hoogstwaarschijnlijk niet op het oppervlak van de planeet leven (zoals we te zien kregen in de epische film ‘Mission to Mars’), maar diep van binnen. eronder.

Wat moet ik doen?

In de eerste plaats koestert u blijkbaar niet de illusie dat al deze problemen snel zullen worden opgelost (binnen een tiental, twee of drie jaar). Om de dood van de bemanning door stralingsziekte te voorkomen, zullen we ze óf helemaal niet daarheen moeten sturen en de ruimte moeten verkennen met behulp van slimme machines (trouwens, niet de domste beslissing), óf we zullen heel hard moeten werken , want als ik gelijk heb, is het sturen van mensen naar Mars met het creëren van een permanente kolonie een volkomen onmogelijke taak voor één land (zelfs de VS, zelfs Rusland, zelfs China) in de komende halve eeuw, of zelfs langer. Eén schip voor zo'n missie kost een bedrag dat gelijk staat aan de bouw en het volledige onderhoud van een paar ISS (zie hieronder).

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

Hoe zou een missie naar Mars er theoretisch uit kunnen zien als we over alle hulpbronnen en technologieën van de oude aarde zouden beschikken? Vergelijk wat hieronder wordt beschreven 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 ruimteschip van cyclopische grootte moeten bouwen met krachtige anti-stralingsbescherming, dat de helse stralingsbelasting op de bemanning buiten het magnetische veld van de aarde gedeeltelijk kan compenseren en de levering van min of meer levende kolonisten naar Mars kan garanderen - een manier.

Hoe zou zo’n schip eruit kunnen zien?

Dit is een fors gevaarte met een diameter van tientallen (of beter nog honderden) meters, voorzien van een eigen magnetisch veld (supergeleidende elektromagneten) en energiebronnen om dit veld in stand te houden (kernreactoren). De enorme afmetingen van de constructie maken het mogelijk om deze van binnenuit te vullen met stralingsabsorberende materialen (het kan bijvoorbeeld loodschuimplastic zijn of verzegelde containers met eenvoudig of "zwaar" water), die in een baan om de aarde moeten worden getransporteerd. al tientallen jaren (!) en gemonteerd rond een relatief kleine levensondersteunende capsule, waar we vervolgens de astronauten zullen plaatsen.

Naast zijn omvang en hoge kosten moet het Marsschip verdomd betrouwbaar zijn en, belangrijker nog, volledig autonoom in termen van controle. Om de bemanning levend af te leveren, zou het veiligste zijn om ze in een kunstmatige coma te brengen en ze een beetje af te koelen (slechts een paar graden) om metabolische processen te vertragen. In deze toestand zullen mensen a) minder gevoelig zijn voor straling, b) bezetten minder ruimte en het is goedkoper om ze tegen dezelfde straling te beschermen.

Het is duidelijk dat we naast het schip kunstmatige intelligentie nodig hebben die het schip vol vertrouwen in een baan om Mars kan brengen, de kolonisten op het oppervlak kan lossen zonder zichzelf of de lading daarbij te beschadigen, en vervolgens, zonder de deelname van mensen, het schip kan retourneren. astronauten tot bewustzijn (reeds op Mars). We beschikken nog niet over dergelijke technologieën, maar er bestaat enige hoop dat dergelijke AI, en vooral de politieke en economische middelen voor het bouwen van het beschreven schip, bijvoorbeeld dichter bij het midden van de eeuw in ons land zullen verschijnen.

Het goede nieuws is dat de ‘veerboot’ van Mars voor kolonisten wellicht herbruikbaar is. Hij zal als een shuttle tussen de aarde en de eindbestemming moeten reizen en zendingen ‘levende lading’ naar de kolonie moeten afleveren om degenen die zijn vertrokken te vervangen. natuurlijke oorzaken" van mensen. Om ‘niet-levende’ vracht (voedsel, water, lucht en uitrusting) af te leveren, is er niet echt stralingsbescherming nodig, dus is het ook niet nodig om van een superschip een Mars-vrachtwagen te maken. Het is uitsluitend nodig voor de levering van kolonisten en eventueel plantzaden/jonge boerderijdieren.

Ten tweede, het is noodzakelijk om van tevoren uitrusting en voorraden water, voedsel en zuurstof naar Mars te sturen voor een bemanning van 6-12 personen gedurende 12-15 jaar (rekening houdend met alle overmacht). Dit is op zichzelf een niet-triviaal probleem, maar laten we ervan uitgaan dat we niet beperkt zijn in de middelen om het op te lossen. Laten we aannemen dat de oorlogen en politieke omwentelingen op aarde zijn afgenomen en dat de hele planeet samenwerkt voor de missie naar Mars.

De apparatuur die naar Mars wordt gegooid, is, zoals je had kunnen raden, een volledig autonome robot kunstmatige intelligentie en aangedreven door compact kernreactor. Ze zullen methodisch, in de loop van tien tot anderhalf jaar, eerst een diepe tunnel onder het oppervlak van de rode planeet moeten graven. Dan – over een paar jaar – zal een klein netwerk van tunnels waarin levensondersteunende eenheden en voorraden voor een toekomstige expeditie moeten worden gesleept, en dan zal dit alles hermetisch worden samengevoegd tot een autonoom sub-Martiaans dorp.

De metro-achtige verblijfplaats lijkt optimale oplossing om twee redenen. Ten eerste beschermt het astronauten tegen kosmische straling die zich al op Mars zelf bevindt. Ten tweede is het, als gevolg van de resterende ‘marsothermische’ activiteit van de ondergrond van de planeet, een graad of twee warmer dan daarbuiten. Dit zal nuttig zijn voor de kolonisten, zowel voor het besparen van energie als voor het verbouwen van aardappelen op hun eigen uitwerpselen.

Laten we het verduidelijken belangrijk punt: je zult een kolonie moeten bouwen op het zuidelijk halfrond, waar nog steeds een resterend magnetisch veld op de planeet aanwezig is.

Idealiter hoeven astronauten helemaal niet naar de oppervlakte te gaan (ze zullen Mars helemaal niet “live” zien, of ze zullen het één keer zien - tijdens de landing). Al het werk aan de oppervlakte zal moeten worden gedaan door robots, wier acties de kolonisten gedurende hun korte leven (twintig jaar onder een gelukkige combinatie van omstandigheden) vanuit hun bunker zullen moeten leiden.

Derde, we moeten het hebben over de bemanning zelf en de methoden om deze te selecteren.

Het ideale plan voor dit laatste zou zijn om de hele aarde af te zoeken naar... genetisch identieke (monozygote) tweelingen, van wie er één zojuist een orgaandonor is geworden (bijvoorbeeld omdat hij “gelukkig” een auto-ongeluk heeft gehad). Het klinkt uiterst cynisch, maar laat dat je er niet van weerhouden de tekst tot het einde te lezen.

Wat geeft een donor-tweeling ons?

Een dode tweeling geeft zijn broer (of zus) de kans om een ​​ideale kolonist op Mars te worden. Feit is dat het rode beenmerg van de eerste, dat op de rode planeet wordt afgeleverd in een container die extra beschermd is tegen straling, kan worden getransfundeerd in de astronautentweeling. Dit vergroot de kansen op overleving van stralingsziekte, acute leukemie en andere problemen die de kolonist zeer waarschijnlijk zullen overkomen tijdens de jaren van de missie.

Hoe ziet het screeningproces voor toekomstige kolonisten eruit?

Wij selecteren enkele miljoenen tweelingen. We wachten tot er iets met een van hen gebeurt en doen een bod aan de overgeblevene. Er wordt een pool van bijvoorbeeld honderdduizend potentiële kandidaten geworven. Binnen deze poule voeren wij nu de definitieve selectie uit psychologische compatibiliteit en professionele geschiktheid.

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

Natuurlijk zou enige technologie voor het identificeren van kandidaten die bijzonder resistent zijn tegen straling een grote hulp zijn. Het is bekend dat sommige mensen veel beter bestand zijn tegen straling dan anderen. Het kan zeker worden geïdentificeerd met behulp van bepaalde genetische markers. Als we het idee met deze methode aanvullen met tweelingen, zouden ze samen het overlevingspercentage van kolonisten op Mars aanzienlijk moeten verhogen.

Bovendien zou het nuttig zijn om te leren hoe beenmerg kan worden getransfundeerd bij mensen zonder zwaartekracht. Dit is niet het enige dat specifiek voor dit project moet worden uitgevonden, maar gelukkig hebben we nog tijd en hangt het ISS nog steeds in een baan om de aarde alsof het specifiek is om dergelijke technologieën te testen.

PS. Ik moet specifiek een voorbehoud maken bij de principiële vijand 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 ontwikkeling noodzakelijke technologieën. Het lijkt mij dat onder invloed van sciencefiction en populaire cultuur Velen van ons zijn nogal onzorgvuldig als het gaat om het begrijpen van de moeilijkheden die onderweg moeten worden overwonnen. Om dit deel wat meer ontnuchterend te maken« kosmo-optimisten» en deze tekst werd geschreven.

In delen zal ik je vertellen welke andere opties we hebben met betrekking tot bemande ruimteverkenning op de lange termijn.

Een van de belangrijkste negatieve biologische factoren in de ruimte, naast gewichtloosheid, is straling. Maar als de situatie met gewichtloosheid dat is verschillende lichamen Het zonnestelsel (bijvoorbeeld op de maan of Mars) zal beter zijn dan op het ISS, maar met straling zijn de zaken ingewikkelder.

Volgens zijn oorsprong bestaat kosmische straling uit twee soorten. Het bestaat uit galactische kosmische straling (GCR's) en zware positief geladen protonen die afkomstig zijn van de zon. Deze twee soorten straling interageren met elkaar. Tijdens zonne-activiteit de intensiteit van galactische straling neemt af, en omgekeerd. Onze planeet wordt beschermd tegen de zonnewind door een magnetisch veld. Desondanks bereiken sommige geladen deeltjes de atmosfeer. Het resultaat is een fenomeen dat bekend staat als de aurora. Hoogenergetische GCR's worden vrijwel niet vertraagd door de magnetosfeer, maar 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. Qua beschermende eigenschappen is de atmosfeer van de aarde ongeveer gelijk aan een loodlaag van 80 centimeter.

De enige betrouwbare bron van stralingsdosis die kan worden ontvangen tijdens langdurige ruimtevluchten en op het oppervlak van Mars is het RAD-instrument van het Mars Science Laboratory, beter bekend als Curiosity. Om te begrijpen hoe nauwkeurig de gegevens zijn die het verzamelt, kijken we eerst naar het ISS.

In september 2013 publiceerde het tijdschrift Science een artikel over de resultaten van de RAD-tool. Een vergelijkingsgrafiek geproduceerd door NASA's Jet Propulsion Laboratory (een organisatie die niet betrokken is bij experimenten uitgevoerd op het ISS, maar werkt met het RAD-instrument van de Curiosity-rover) geeft aan dat tijdens een verblijf van zes maanden in een ruimtestation nabij de aarde een persoon ontvangt een stralingsdosis van ongeveer 80 mSv (millisievert). Maar in de publicatie van de Universiteit van Oxford uit 2006 (ISBN 978-0-19-513725-5) staat dat een astronaut op het ISS gemiddeld 1 mSv per dag ontvangt, dat wil zeggen dat de zesmaandelijkse dosis 180 mSv zou moeten zijn. Als gevolg hiervan zien we een enorme spreiding in de schattingen van het stralingsniveau in de lang bestudeerde lage baan om de aarde.

De belangrijkste zonnecycli hebben een periode van elf jaar, en aangezien de GCR en de zonnewind met elkaar verbonden zijn, is het voor statistisch betrouwbare waarnemingen noodzakelijk om stralingsgegevens op verschillende delen van de zonnecyclus te bestuderen. Helaas zijn, zoals hierboven vermeld, alle gegevens die we hebben over straling in de ruimte in de eerste acht maanden van 2012 verzameld door MSL op weg naar Mars. Informatie over straling op het oppervlak van de planeet werd door hem in de daaropvolgende jaren verzameld. 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.

De nieuwste gegevens van de RAD-tool zijn in 2014 gepubliceerd. Volgens wetenschappers van het Jet Propulsion Laboratory van NASA krijgt een persoon tijdens een verblijf van zes maanden op het oppervlak van Mars een gemiddelde stralingsdosis van ongeveer 120 mSv. Dit cijfer ligt halverwege tussen de onderste en bovenste schattingen van de stralingsdosis op het ISS. Tijdens de vlucht naar Mars, als die ook nog eens zes maanden duurt, zal de stralingsdosis 350 mSv zijn, dat is 2 tot 4,5 keer meer dan op het ISS. Tijdens zijn vlucht ervoer MSL vijf zonnevlammen van matige kracht. We weten niet zeker welke stralingsdosis astronauten op de maan zullen krijgen, omdat er tijdens het Apollo-programma geen experimenten zijn uitgevoerd die specifiek kosmische straling bestudeerden. De effecten ervan zijn alleen onderzocht in combinatie met de effecten van andere negatieve verschijnselen, zoals de invloed van maanstof. Er kan echter worden aangenomen dat de dosis hoger zal zijn dan op Mars, omdat de maan zelfs niet wordt beschermd door een zwakke atmosfeer, maar lager dan in de ruimte, omdat een persoon op de maan alleen “van bovenaf” zal worden bestraald en “van de zijkanten” , maar niet van onder je voeten./

Concluderend kan worden opgemerkt dat straling een probleem is dat zeker een oplossing zal vereisen in het geval van kolonisatie van het zonnestelsel. De wijdverbreide overtuiging dat de stralingsomgeving buiten de magnetosfeer van de aarde geen ruimtevluchten op lange termijn mogelijk maakt, is echter eenvoudigweg niet waar. Om naar Mars te vliegen moet je installeren beschermende bekleding hetzij voor de gehele woonmodule van het ruimtevluchtcomplex, hetzij voor een apart, speciaal beschermd ‘storm’-compartiment, waarin astronauten kunnen wachten op protonenbuien. Dit betekent niet dat ontwikkelaars complexe antistralingssystemen zullen moeten gebruiken. Om het stralingsniveau aanzienlijk te verminderen, is een thermische isolatiecoating voldoende, die wordt gebruikt op voertuigen die ruimtevaartuigen afdalen om te beschermen tegen oververhitting tijdens het remmen in de atmosfeer van de aarde.

Ruimte lint

Russische filosoof N.F. Fedorov (1828 - 1903) was de eerste die verklaarde dat mensen het pad naar de verkenning van de hele ruimte zien als een strategisch pad voor de ontwikkeling van de mensheid. Hij vestigde de aandacht op het feit dat alleen zo'n uitgestrekt gebied in staat is alle spirituele energie, alle krachten van de mensheid, naar zich toe te trekken, die verspild worden aan onderlinge wrijving of verspild worden aan kleinigheden. ... Zijn idee om het industriële en wetenschappelijke potentieel van het militair-industriële complex te heroriënteren naar onderzoek en ontwikkeling van de ruimte, inclusief de diepe ruimte, kan het militaire gevaar in de wereld radicaal 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 ontvangen. mondiale oplossingen. ...

Op weg naar ruimteverkenning doen zich verschillende moeilijkheden voor. Het belangrijkste obstakel dat vermoedelijk naar voren komt is het stralingsprobleem, hier is een lijst met publicaties erover:

29-01-2004, krant “Trud”, “Bestraling in een baan om de aarde”;
("En hier zijn de trieste statistieken. Van onze 98 kosmonauten die hebben gevlogen, zijn er achttien niet meer in leven, dat wil zeggen elke vijfde. Hiervan stierven er vier bij terugkeer naar de aarde, Gagarin bij een vliegtuigongeluk. Vier stierven aan kanker (Anatoly Levchenko was 47 jaar oud, Vladimir Vasyutin - 50...).")

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

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

4. Sinds de ontdekking van straling, de wetenschappelijke studie ervan en de praktische massale ontwikkeling ervan door de industrie is er een enorme hoeveelheid accumulatie ontstaan, inclusief de effecten van straling op het menselijk lichaam.
Om de ziekte van een astronaut in verband te brengen met blootstelling aan 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 geweest.

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

	In de databank ruimte encyclopedieën, Menselijk	Zij leven Menselijk	Ging dood om alle redenen Menselijk	Ging dood van kanker, Menselijk
Wij vlogen de ruimte in	116 , van hen 28 - met vliegtijd tot 15 dagen, 45 - met vliegtijd van 16 tot 200 dagen, 43 - met vliegtijd van 201 tot 802 dagen	87 (gemiddelde leeftijd - 61 jaar) van hen 61 gepensioneerd	29 (25%) gemiddelde leeftijd - 61 jaar	7 (6%), van hen 3 - met een vliegtijd van 1-2 dagen, 3 - met vliegtijd 16-81 dagen 1 - met 269 dagen vliegtijd
Is niet de ruimte in gevlogen	158	101 (gemiddelde leeftijd - 63 jaar) van hen 88 gepensioneerd	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, hadden 67 mensen een individuele ruimtevluchttijd van meer dan 100 dagen (maximaal 803 dagen), 3 van hen stierven op 64, 68 en 69 jaar oud. Eén van de overledenen had kanker. De rest leeft sinds november 2013, waaronder 20 kosmonauten met maximale vlieguren (van 382 tot 802 dagen) met doses (210 - 440 mSv) met een gemiddelde dagelijkse dosis van 0,55 mSv. Wat bevestigt de stralingsveiligheid op de lange termijn ruimtevluchten.

6. Er zijn ook veel andere gegevens over de gezondheid van mensen die verhoogde doses straling hebben gekregen tijdens de jaren van de oprichting van de nucleaire industrie in de USSR. Dus “bij PA Mayak”: “In 1950-1952. dosistempo's van externe gammastraling (de straling nabij technologische apparaten bereikte 15-180 mR/u. De jaarlijkse doses externe straling voor 600 geobserveerde fabrieksarbeiders waren 1,4-1,9 Sv/jaar. In sommige gevallen bereikten de maximale jaarlijkse doses externe straling 7- 8 Sv/jaar...
Van de 2.300 werknemers die aan chronische stralingsziekte leden, blijven na 40-50 jaar observatie 1.200 mensen in leven met een gemiddelde totale dosis van 2,6 Gy op een gemiddelde leeftijd van 75 jaar. En van de 1.100 sterfgevallen (gemiddelde dosis 3,1 Gy) was er een merkbare toename van het aandeel kwaadaardige tumoren in de structuur van doodsoorzaken, maar hun gemiddelde leeftijd was 65 jaar.”
“Problemen van de nucleaire erfenis en manieren om deze op te lossen.” — Onder de algemene redactie van E.V. Evstratova, A.M. Agapova, N.P. Laverova, LA Bolsjova, I.I. Linge. — 2012 — 356 blz. - T1. (downloaden)

7. “...uitgebreid onderzoek onder ongeveer 100.000 overlevenden van de atoombomaanslagen op Hiroshima en Nagasaki in 1945 heeft aangetoond dat kanker tot nu toe de enige oorzaak is van de toegenomen sterfte in deze bevolkingsgroep.
“Tegelijkertijd is de ontwikkeling van kanker onder invloed van straling echter niet specifiek; het kan ook worden veroorzaakt door andere natuurlijke of door de mens veroorzaakte factoren (roken, lucht, water, voedselvervuiling Chemicaliën en etc.). Straling vergroot alleen maar het risico dat zonder straling bestaat. Bijvoorbeeld, Russische artsen geloven dat de bijdrage van slechte voeding aan de ontwikkeling van kanker 35% bedraagt, en roken - 31%. En de bijdrage van straling bedraagt, zelfs bij ernstige blootstelling, 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 om kanker te behandelen (de andere twee zijn chemotherapie en traditionele chirurgie). Tegelijkertijd is bestralingstherapie, op basis van de ernst van de bijwerkingen, veel gemakkelijker te verdragen. In bijzonder ernstige gevallen kunnen patiënten een zeer hoge totale dosis krijgen – tot wel 6 grijzen (ondanks het feit dat een dosis van ongeveer 7-8 grijzen dodelijk is!). Maar zelfs met zo'n enorme dosis keert de patiënt, wanneer hij herstelt, vaak terug naar het volledige leven van een gezond persoon - zelfs kinderen geboren door voormalige patiënten van radiotherapieklinieken vertonen geen enkel teken van aangeboren genetische afwijkingen die verband houden met straling.
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. Sterker nog: mensen geloven dat er iets vreselijks is gebeurd als het display van de dosismeter minstens twee keer de natuurlijke achtergrond weergeeft – en tegelijkertijd gaan ze graag naar radonbronnen om hun gezondheid te verbeteren, waar de achtergrond tien keer of meer hoger kan zijn . Grote doses ioniserende straling genezen patiënten met dodelijke ziekten – en tegelijkertijd schrijft een persoon die per ongeluk aan het stralingsveld wordt blootgesteld de verslechtering van zijn gezondheid (als een dergelijke verslechtering al optreedt) duidelijk toe aan de effecten van straling.” ("Straling in de geneeskunde", Yu.S. Koryakovsky, AA Akatov, Moskou, 2009)
Sterftestatistieken tonen aan dat elke derde persoon in Europa sterft aan verschillende soorten kanker.
Een van de belangrijkste methoden om kwaadaardige tumoren te behandelen is bestralingstherapie, die nodig is voor ongeveer 70% van de kankerpatiënten, terwijl in Rusland slechts ongeveer 25% van de mensen in nood deze therapie krijgt. ()

Op basis van alle verzamelde gegevens kunnen we gerust zeggen: het probleem van straling tijdens ruimteverkenning is enorm overdreven en de weg naar ruimteverkenning ligt open voor de mensheid.

P.S. Het artikel verscheen in het vakblad ‘Atomic Strategy’ en werd daarvoor door een aantal specialisten beoordeeld op de website van het tijdschrift. Hier is de meest informatieve opmerking die daar werd ontvangen: " Wat is kosmische straling. Dit is zonne- en galactische straling. De solaire is vele malen intenser dan de galactische, vooral tijdens zonneactiviteit. Dit bepaalt de hoofddosis. De component en energiesamenstelling ervan bestaat uit protonen (90%) en de rest is minder belangrijk (elektr., gamma,...). De energie van de hoofdfractie van protonen varieert van keV tot 80-90 MeV. (Er is ook een staart met hoge energie, maar dit is al een fractie van een procent.) Het bereik van een proton van 80 MeV is ~7 (g/cm^2) of ongeveer 2,5 cm aluminium. Die. in de muur ruimteschip Met een dikte van 2,5-3 cm worden ze volledig geabsorbeerd. Hoewel protonen worden gegenereerd in nucleaire reacties aluminium produceert neutronen, maar de opwekkingsefficiëntie is laag. Het dosistempo achter de scheepshuid is dus vrij hoog (aangezien de flux-dosisconversiecoëfficiënt voor protonen met de aangegeven energieën erg groot is). En binnen is het niveau heel acceptabel, hoewel hoger dan op aarde. Een bedachtzame en nauwgezette lezer zal onmiddellijk sarcastisch vragen: hoe zit het in het 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 atmosferische kernen (reacties van de productie van meerdere hadronen), waardoor een hadroncascade (regen) ontstaat. Daarom heeft de hoogteverdeling van de fluxdichtheid van ioniserende deeltjes in de atmosfeer een maximum. Hetzelfde geldt voor de elektronen-fotonendouche. Hadronische en e-g-buien ontwikkelen zich en doven in de atmosfeer. De dikte van de atmosfeer is ~80-100 g/cm² (equivalent aan 200 cm beton of 50 cm ijzer). En in de bekleding zit niet genoeg substantie om een ​​goede douche te vormen. Vandaar de schijnbare paradox: hoe dikker de bescherming van het schip, hoe hoger het dosistempo binnenin. Daarom is dunne bescherming beter dan dikke. Maar! 2-3 cm bescherming is vereist (verlaagt de dosis van protonen met een orde van grootte). Nu voor de cijfers. Op Mars verzamelde de Curiosity-dosismeter in bijna een jaar ongeveer 1 Sv. De reden voor de vrij hoge dosis was dat de dosismeter niet over het bovengenoemde dunne beschermscherm beschikte. Maar toch: is 1 Sv te veel of te weinig? Is het dodelijk? Een paar van mijn vrienden, curatoren, verdienden elk ongeveer 100 R (natuurlijk in gamma, en in termen van hadronen - ergens rond de 1 Sv). Zij voelen zich beter dan jij en ik. Niet uitgeschakeld. Officiële aanpak volgens regelgevingsdocumenten. - Met toestemming territoriale lichamen staat voor sanitair toezicht, u kunt de geplande dosis van 0,2 Sv per jaar ontvangen. (Dat wil zeggen, vergelijkbaar met 1 Sv). En het voorspelde stralingsniveau dat dringende interventie vereist, 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 er geen interventie vereist is. Het is dus niet zo eng. Maar het is natuurlijk beter om dergelijke doses niet te ontvangen. "

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 worden conventioneel verdeeld in twee groepen: natuurlijk en kunstmatig. Natuurlijke bronnen hebben altijd bestaan, maar kunstmatige bronnen zijn in de 19e eeuw door de menselijke beschaving gecreëerd. Dit is eenvoudig uit te leggen aan de hand van het voorbeeld van twee vooraanstaande wetenschappers die betrokken zijn bij de ontdekking van straling. Antoine Henri Becquerel ontdekte ioniserende straling uit uranium (een natuurlijke bron), en Wilhelm Conrad Roentgen ontdekte ioniserende straling wanneer elektronen werden afgeremd, die werden versneld in een speciaal gemaakt apparaat (een 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 stralingsdosis van de bevolking van Oekraïne per jaar

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

Een van de plaatsen waar de kans op straling die mensen treft toeneemt, is ruimte. De intensiteit van de blootstelling aan straling hangt af van de hoogte boven zeeniveau. Zo krijgen astronauten, piloten en vliegtuigpassagiers, maar ook de bevolking die in de bergen woont, een extra dosis straling. Laten we proberen erachter te komen hoe gevaarlijk dit is voor mensen, en welke 'straling'-geheimen de ruimte verbergt.

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

Het begon allemaal toen de Amerikaanse natuurkundige en astrofysicus James Alfred Van Allen besloot een Geiger-Muller-teller te bevestigen aan de eerste satelliet die in een baan om de aarde werd gelanceerd. De indicatoren van dit apparaat bevestigden officieel het bestaan ​​ervan wereldbol banden van intense straling. Maar waar kwam het vandaan in de ruimte? Het is bekend dat radioactiviteit al heel lang in de ruimte bestaat, zelfs vóór het verschijnen van de aarde, waardoor de ruimte voortdurend gevuld was en gevuld is met straling. Na onderzoek kwamen wetenschappers tot de conclusie dat straling in de ruimte afkomstig is van de zon, tijdens uitbarstingen, of van kosmische straling die ontstaat als gevolg van hoogenergetische gebeurtenissen in onze en andere sterrenstelsels.

Er werd ontdekt dat de stralingsgordels beginnen op 800 km boven het aardoppervlak en zich uitstrekken tot 24.000 km. Volgens de classificatie van de International Aeronautics Federation wordt een vlucht als ruimte beschouwd als de hoogte groter is dan 100 km. Dienovereenkomstig zijn astronauten het meest kwetsbaar voor het ontvangen van een grote dosis kosmische straling. Hoe hoger ze de ruimte in stijgen, hoe dichter ze zich bij de stralingsgordels bevinden, en dus hoe groter het risico is dat ze aanzienlijke hoeveelheden straling ontvangen.
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 ooit op dat het meest onaangename gevolg van ruimtestraling tijdens langdurige vluchten van astronauten de ontwikkeling van cataract is, dat is, vertroebeling van de ooglens. Bovendien bestaat er een risico op kanker. Maar Cucinotta merkte ook op dat de astronauten na de vlucht geen extreem ernstige gevolgen ondervonden. Hij benadrukte alleen dat er nog veel onbekend is over hoe kosmische straling astronauten beïnvloedt en wat de werkelijke gevolgen van deze impact zijn.

De kwestie van het beschermen van astronauten tegen straling in de ruimte is altijd een prioriteit geweest. In de jaren zestig van de vorige eeuw haalden wetenschappers hun schouders op en wisten niet hoe ze astronauten tegen kosmische straling moesten beschermen, vooral als het nodig was om de ruimte in te gaan. In 1966 besloot een Sovjet-kosmonaut uiteindelijk de ruimte in te gaan, maar wel in een zeer zwaar loden pak. Vervolgens zorgde de technologische vooruitgang voor geavanceerde oplossingen voor het probleem en werden lichtere en veiligere pakken gemaakt.

De verkenning van de ruimte heeft altijd wetenschappers, onderzoekers en astronauten aangetrokken. De geheimen van nieuwe planeten kunnen nuttig zijn voor verdere ontwikkeling mensheid op planeet Aarde, maar kan ook gevaarlijk zijn. Daarom was de missie van Curiosity naar Mars een groot probleem. Maar laten we niet afwijken van de hoofdfocus van het artikel en ons concentreren op de resultaten van blootstelling aan straling geregistreerd door het overeenkomstige instrument aan boord van de rover. Dit apparaat bevond zich in het ruimtevaartuig, dus de metingen geven de werkelijke 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 groter dan de maximaal toegestane dosis voor medewerkers van kerncentrales. In Oekraïne geldt de stralingsdosislimiet voor degenen die permanent of tijdelijk rechtstreeks met bronnen werken ioniserende straling 20 mSv.

Het verkennen van de verste uithoeken van de ruimte vereist missies die technisch gezien niet kunnen worden uitgevoerd met behulp van 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, waardoor de mogelijkheden van missies in de ruimte aanzienlijk worden uitgebreid. Zo zijn sondevluchten naar de buitengrenzen van het zonnestelsel mogelijk geworden. Omdat de duur van dergelijke vluchten vrij lang is, zijn de panelen zonnepanelen niet geschikt als krachtbron voor ruimtevaartuigen.

De andere kant van de medaille zijn de potentiële risico's die verbonden zijn aan het gebruik van radioactieve bronnen in de ruimte. Kortom, dit is een gevaar van onvoorziene of noodsituaties. Dat is de reden waarom staten die ruimtevoorwerpen lanceren met kernenergiebronnen aan boord er alles aan doen om individuen, bevolkingen en de biosfeer te beschermen tegen radiologische gevaren. Dergelijke voorwaarden werden gedefinieerd in de principes met betrekking tot het gebruik van kernenergiebronnen in de ruimte, en werden in 1992 aangenomen door een resolutie van de Algemene Vergadering van de Verenigde Naties (VN). Dezelfde principes bepalen ook dat elke staat die een ruimtevoorwerp lanceert met kernenergiebronnen aan boord, geïnteresseerde landen onmiddellijk moet informeren als er een storing optreedt bij het ruimtevoorwerp en er gevaar bestaat dat radioactief materiaal terugkeert naar de aarde.

Ook hebben de Verenigde Naties, samen met de Internationale Organisatie voor Atoomenergie (IAEA), een raamwerk ontwikkeld om het veilige gebruik van kernenergiebronnen in de ruimte te garanderen. Ze zijn bedoeld om de IAEA-veiligheidsnormen aan te vullen met richtlijnen op hoog niveau, waarbij rekening wordt gehouden met aanvullende veiligheidsmaatregelen voor het gebruik van kernenergiebronnen op ruimtevaartmiddelen tijdens alle missiefasen: lancering, exploitatie en ontmanteling.

Moet ik bang zijn voor straling als ik gebruik maak van luchtvervoer?

Kosmische straling die straling vervoert, bereikt bijna alle uithoeken van onze planeet, maar de verspreiding van straling is niet proportioneel. Het magnetische 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 is de kosmische straling, zoals al opgemerkt, afhankelijk van de hoogte. Degenen die op zeeniveau wonen, ontvangen ongeveer 0,003 mSv per jaar aan kosmische straling, terwijl degenen die op 2 km-niveau wonen mogelijk twee keer zoveel straling ontvangen.

Zoals bekend is, is bij een kruissnelheid voor passagiersvliegtuigen van 900 km/uur, rekening houdend met de verhouding tussen luchtweerstand en lift, de optimale vlieghoogte voor een vliegtuig doorgaans ongeveer 9-10 km. Dus wanneer een vliegtuig tot zo'n hoogte stijgt, kan het niveau van blootstelling aan straling bijna 25 keer toenemen ten opzichte van wat het was op de 2 km-grens.

Passagiers op transatlantische vluchten worden per vlucht aan de grootste hoeveelheid straling blootgesteld. Wanneer iemand vanuit de VS naar Europa vliegt, kan een persoon een extra 0,05 mSv ontvangen. Feit is dat de atmosfeer van de aarde voldoende bescherming biedt tegen kosmische straling, maar wanneer een vliegtuig naar boven wordt getild optimale hoogte deze bescherming verdwijnt gedeeltelijk, wat resulteert in extra blootstelling aan straling. Dat is de reden waarom frequente vluchten over de oceaan het risico vergroten dat het lichaam een ​​verhoogde dosis straling ontvangt. Vier van dergelijke vluchten kunnen een persoon bijvoorbeeld een dosis van 0,4 mSv kosten.

Als we het over piloten hebben, is de situatie hier enigszins anders. Omdat ze veelvuldig over de Atlantische Oceaan vliegen, kan de stralingsdosis voor piloten van luchtvaartmaatschappijen hoger zijn dan 5 mSv per jaar. Volgens de normen van Oekraïne worden personen bij het ontvangen van een dergelijke dosis al gelijkgesteld met 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 locaties van faciliteiten met stralingsnucleaire technologieën kunnen zij extra worden blootgesteld. Voor dergelijke personen is de stralingsdosislimiet vastgesteld op 2 mSv per jaar.

De Internationale Organisatie voor Atoomenergie heeft grote belangstelling getoond voor deze kwestie. Het IAEA heeft een aantal veiligheidsnormen ontwikkeld en het probleem van de bestraling van de bemanning aangepakt vliegtuigen kwam ook tot uiting in een van deze documenten. Volgens de aanbevelingen van het Agentschap is de nationale regelgevende instantie of een andere passende en bevoegde autoriteit verantwoordelijk voor het vaststellen van het referentiedosisniveau voor vliegtuigbemanningen. Als deze dosis wordt overschreden, moeten de werkgevers van het vliegtuigpersoneel passende maatregelen nemen om de doses te beoordelen en te registreren. Bovendien moeten zij vrouwelijke vliegtuigbemanningsleden informeren over de daarmee samenhangende blootstelling kosmische straling risico voor het embryo of de foetus en de noodzaak van vroegtijdige melding van een zwangerschap.

Kan de ruimte worden beschouwd als een plaats voor de opslag van radioactief afval?

We hebben al gezien dat kosmische straling, ook al heeft deze geen catastrofale gevolgen voor de mensheid, het niveau van de menselijke straling kan verhogen. Terwijl ze de impact van kosmische straling op mensen beoordelen, bestuderen veel wetenschappers 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 in landen waar kernenergie actief wordt gebruikt voortdurend op zoek zijn naar plaatsen waar ze het radioactieve afval, dat zich voortdurend ophoopt, veilig kunnen opslaan. De ruimte wordt door sommige wetenschappers ook beschouwd als een potentiële locatie voor gevaarlijk afval. Specialisten van het Yuzhnoye State Design Bureau, gevestigd in Dnepropetrovsk, bestuderen bijvoorbeeld samen met de International Academy of Astronautics de technische componenten van de implementatie van het idee om afval in de diepe ruimte te begraven.

Aan de ene kant is het sturen van dergelijk afval naar de ruimte erg handig, omdat het op elk moment en in onbeperkte hoeveelheden kan worden uitgevoerd, waardoor de vraag naar de toekomst van dit afval in ons ecosysteem wordt weggenomen. Bovendien vereisen dergelijke vluchten, zoals experts opmerken, geen grote precisie. Maar aan de andere kant heeft deze methode ook zwakke punten. Het grootste probleem is het garanderen van de veiligheid van de biosfeer van de aarde in alle stadia van het lanceren van een draagraket. De kans op een ongeval tijdens het opstarten is vrij hoog en wordt geschat op bijna 2-3%. Een brand of explosie van een lanceervoertuig bij de lancering, tijdens de vlucht of de val ervan kan een aanzienlijke verspreiding van gevaarlijk radioactief afval veroorzaken. Daarom moet bij het bestuderen van deze methode de nadruk vooral worden gelegd op de kwestie van de veiligheid in eventuele noodsituaties.

Olga Makarovskaya, vice-voorzitter van de nationale nucleaire regelgevende autoriteit van Oekraïne; Dmitry Chumak, toonaangevend ingenieur van de informatieondersteunende sector van de informatie- en technische afdeling van de SSTC NRS, 03/10/2014

https://site/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 u moet weten? (“Straling” geheimen die de ruimte verbergt)

Een stripverhaal over hoe wetenschappers Mars gaan verkennen in de strijd tegen kosmische straling.

Het onderzoekt verschillende mogelijkheden voor toekomstig onderzoek om astronauten tegen straling te beschermen, 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 ene te bestrijden ook de andere kunnen tegenwerken. Een artikel met een strijdmotto in de titel: Viva la radioresistentie! ("Lang leve stralingsweerstand!") Werd gepubliceerd in het tijdschrift Oncotarget.

“De renaissance van de ruimteverkenning zal waarschijnlijk leiden tot de eerste menselijke missies naar Mars en de diepe ruimte. Maar om te overleven in omstandigheden met verhoogde kosmische straling zullen mensen beter bestand moeten worden tegen externe factoren. In dit artikel stellen we een methodologie voor voor het bereiken van verbeterde radioresistentie, stressbestendigheid en verouderingsbestendigheid. Terwijl we aan de strategie werkten, brachten we vooraanstaande wetenschappers uit Rusland samen, maar ook van NASA, de European Space Agency, het Canadian Radiation Centre en meer dan 25 andere centra over de hele wereld. Op aarde zullen technologieën voor radioresistentie ook nuttig zijn, vooral als “ bijwerking“Er zal sprake zijn van een gezonde levensduur”, zegt Alexander Zhavoronkov, universitair hoofddocent bij MIPT.

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

Ruimte versus mens

“Op kosmische schaal is onze planeet slechts een klein schip, goed beschermd tegen kosmische straling. Het magnetische veld van de aarde buigt zonne- en galactisch geladen deeltjes af, waardoor het stralingsniveau op het oppervlak van de planeet aanzienlijk wordt verminderd. Tijdens ruimtevluchten over lange afstanden en de kolonisatie van planeten met zeer zwakke magnetische velden (bijvoorbeeld Mars) zal een dergelijke bescherming niet bestaan, en astronauten en kolonisten zullen voortdurend worden blootgesteld aan stromen geladen deeltjes met enorme energie. In feite hangt de kosmische toekomst van de mensheid af van hoe we dit probleem overwinnen”, zegt Andreyan Osipov, hoofd van de afdeling experimentele radiobiologie en stralingsgeneeskunde van het Federaal Medisch Biofysisch Centrum, genoemd naar A. I. Burnazyan, professor aan de Russische Academie van Wetenschappen. medewerker van het Laboratorium voor de Ontwikkeling van Innovatieve Geneesmiddelen bij MIPT.

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 heeft serieus haar zinnen gezet op het koloniseren van Mars - SpaceX belooft al in 2024 mensen naar de Rode Planeet te brengen, maar een aantal belangrijke problemen zijn nog steeds niet opgelost. Een van de belangrijkste gezondheidsrisico's voor astronauten is dus kosmische straling. Ioniserende straling beschadigt biologische moleculen, met name DNA, wat tot verschillende aandoeningen leidt: zenuwstelsel, het cardiovasculaire systeem en vooral kanker. Wetenschappers stellen voor om hun krachten te bundelen en, met behulp van de nieuwste ontwikkelingen in de biotechnologie, de menselijke radioresistentie te vergroten, zodat hij de uitgestrektheid van de diepe ruimte kan veroveren en andere planeten kan koloniseren.

Menselijke verdediging

Het lichaam heeft manieren om zichzelf te beschermen tegen DNA-schade en deze te repareren. Ons DNA wordt voortdurend blootgesteld aan natuurlijke straling, evenals aan reactieve zuurstofsoorten (ROS), die worden gevormd tijdens normale cellulaire ademhaling. Maar wanneer DNA wordt gerepareerd, vooral bij ernstige schade, kunnen er fouten optreden. De opeenstapeling van DNA-schade wordt beschouwd als een van de belangrijkste oorzaken van veroudering, dus straling en veroudering zijn soortgelijke vijanden van de mensheid. Cellen kunnen zich echter aanpassen aan straling. Er is aangetoond dat een kleine dosis straling niet alleen geen schade kan aanrichten, maar cellen ook kan voorbereiden op hogere doses. Momenteel houden de internationale normen voor stralingsbescherming hier geen rekening mee. Uit recent onderzoek blijkt dat er een bepaalde stralingsdrempel bestaat, waaronder het principe ‘hard in training, easy in battle’ van toepassing is. De auteurs van het artikel zijn van mening dat het noodzakelijk is om de mechanismen van radio-aanpassingsvermogen te bestuderen om ze in gebruik te kunnen nemen.

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

Hoofd van het Laboratorium voor Genetica van Levensduur en Veroudering bij MIPT, corresponderend lid van de Russische Academie van Wetenschappen, dokter Biologische Wetenschappen Alexey Moskalev legt uit: “Onze langetermijnstudies naar de effecten van lage doses ioniserende straling op de levensduur van modeldieren hebben aangetoond dat kleine schadelijke effecten hun eigen beschermende systemen cellen en het lichaam (DNA-reparatie, heat shock-eiwitten, verwijdering van niet-levensvatbare cellen, aangeboren immuniteit). In de ruimte zullen mensen echter te maken krijgen met een groter en gevaarlijker bereik aan stralingsdoses. We hebben een grote database met geroprotectors verzameld. De opgedane kennis suggereert dat velen van hen functioneren via het mechanisme van het activeren van reservecapaciteiten en het vergroten van de stressbestendigheid. Het is waarschijnlijk dat een dergelijke stimulering toekomstige kolonisten van de ruimte zal helpen.”

Astronautentechniek

Bovendien verschilt de radioresistentie van persoon tot persoon: sommige zijn beter bestand tegen straling, andere minder. De medische selectie van radioresistente individuen omvat het nemen van celmonsters van potentiële kandidaten en het uitgebreid analyseren van de radioadaptiviteit van deze cellen. Degenen die het meest resistent zijn tegen straling zullen de ruimte in vliegen. Daarnaast is het mogelijk om genoombrede onderzoeken uit te voeren bij mensen die in gebieden wonen hoog niveau achtergrondstraling of degenen die er beroepshalve aan worden blootgesteld. Genomische verschillen bij mensen die minder vatbaar zijn voor kanker en andere stralingsgerelateerde ziekten kunnen in de toekomst worden geïsoleerd en bij astronauten worden ‘ingerpen’ met behulp van moderne methoden genetische manipulatie zoals genoombewerking.

Er zijn verschillende opties waarvoor genen moeten worden geïntroduceerd om de radioresistentie te vergroten. Ten eerste zullen antioxidantgenen de 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 zal u echter niet beschermen tegen directe blootstelling aan straling, alleen tegen indirecte blootstelling.

Je kunt genen introduceren voor eiwitten die verantwoordelijk zijn voor DNA-reparatie. 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 veelbelovende methode is het gebruik van radioprotectieve transgenen. Veel organismen (zoals beerdiertjes) hebben dat hoge graad radioresistentie, en als we erachter komen welke genen en moleculaire mechanismen erachter zitten, kunnen ze met behulp van gentherapie in mensen worden vertaald. Om 50% van de beerdiertjes te doden, heb je een stralingsdosis nodig die 1000 keer groter is dan dodelijk voor mensen. Onlangs is er een eiwit ontdekt waarvan wordt aangenomen dat het een van de factoren is voor een dergelijk uithoudingsvermogen: de zogenaamde schade-onderdrukker Dsup. 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 tegen straling te beschermen.

EHBO-doos voor vechters

Geneesmiddelen die de stralingsverdediging van het lichaam vergroten, 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 veroudering vertragen en de levensverwachting verlengen – ook als radioprotectors dienen. Volgens de databases Geroprotectors.org en DrugAge zijn er meer dan 400 potentiële geroprotectors. De auteurs zijn van mening dat het nuttig zal zijn om bestaande geneesmiddelen te beoordelen op gero- en radioprotectieve eigenschappen.

Omdat ioniserende straling ook werkt via reactieve zuurstofsoorten, kunnen redoxabsorbeerders, of eenvoudiger gezegd, antioxidanten zoals glutathion, NAD en zijn voorloper NMN, helpen bij het omgaan met straling. Deze laatste blijken een belangrijke rol te spelen in de reactie op DNA-schade en zijn daarom van groot belang vanuit het oogpunt van bescherming tegen straling en veroudering.

Hypernatie in winterslaap

Kort na de lancering van de eerste ruimtevluchten begon de toonaangevende ontwerper van het Sovjetruimteprogramma, Sergei Korolev, met de ontwikkeling van een ambitieus project voor een bemande vlucht naar Mars. Zijn idee was om de bemanning in een winterslaap te brengen (eng. winterslaap - “ winterslaap") tijdens lange 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: lagere temperaturen, dodelijke doses straling, overbelasting, enzovoort. In de USSR werd het Mars-project gesloten na de dood van Sergei Korolev. En momenteel werkt de European Space Agency aan het Aurora-project voor vluchten naar Mars en de maan, waarbij de mogelijkheid wordt overwogen om astronauten in winterslaap te brengen. ESA is van mening dat de winterslaap voor meer veiligheid zal zorgen tijdens langdurige geautomatiseerde vluchten. Als we het hebben over de toekomstige kolonisatie van de ruimte, dan is het gemakkelijker om een ​​bank van gecryopreserveerde kiemcellen te vervoeren en tegen straling te beschermen, dan een populatie van ‘klaar’ mensen. Maar dit zal duidelijk niet in de nabije toekomst zijn, en misschien zullen tegen die tijd de methoden voor radiobescherming voldoende ontwikkeld zijn zodat mensen niet bang zijn voor de ruimte.

Zware artillerie

Alle organische bestanddelen bevatten koolstof-waterstofbindingen (C-H). Het is echter mogelijk verbindingen te synthetiseren die deuterium bevatten in plaats van waterstof, een zwaarder analoog van waterstof. Vanwege 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. Bij verschillende organismen is aangetoond dat de toevoeging van gedeutereerd water de levensduur verlengt en kankerbestrijdende effecten heeft, maar meer dan 20% gedeutereerd water in de voeding begint toxische effecten te hebben. De auteurs van het artikel zijn van mening dat er preklinische onderzoeken moeten worden uitgevoerd en dat er naar 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 zullen minder kritisch zijn voor het lichaam. Deze methode biedt echter geen bescherming tegen NH-breuk en O-H-communicatie, die DNA-basen bij elkaar houden. Bovendien is de productie van 13 C momenteel erg duur. Als de productiekosten echter kunnen worden verlaagd, kan koolstofsubstitutie dat ook zijn extra bescherming mensen tegen kosmische straling.

“Het probleem van de stralingsveiligheid van deelnemers aan ruimtemissies behoort tot de klasse van zeer complexe problemen die niet kunnen worden opgelost binnen het raamwerk van één wetenschappelijk centrum of zelfs een heel land. Het is om deze reden dat we besloten hebben specialisten uit 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. Onder de Russische auteurs van het artikel bevinden zich met name wetenschappers van de vernoemde FMBC. A.I. Burnazyan, Instituut voor Biomedische Problemen van de Russische Academie van Wetenschappen, MIPT en andere wereldberoemde instellingen. Tijdens de werkzaamheden aan het project hebben veel van de deelnemers elkaar voor het eerst ontmoet en zijn nu van plan het gezamenlijke onderzoek waarmee ze zijn begonnen voort te zetten”, besluit projectcoördinator Ivan Ozerov, radiobioloog en hoofd van de groep voor de analyse van cellulaire signaalroutes. bij de Skolkovo-startup Insilico.

Ontwerper Elena Khavina, MIPT-persdienst

keer bekeken