Các nhà khoa học đã tuyên chiến với bức xạ vũ trụ. Bức xạ và không gian: những gì bạn cần biết? (“Bí mật bức xạ” mà không gian bên ngoài che giấu)

Văn bản được trình bày dưới đây nên được coi là ý kiến ​​​​cá nhân của tác giả. Anh ta không có bất kỳ thông tin bí mật nào (hoặc quyền truy cập vào nó). Mọi thứ được trình bày đều là sự thật từ các nguồn mở cộng với một chút hiểu biết thông thường (“phân tích đi văng”, nếu bạn muốn).

Khoa học viễn tưởng - tất cả những chiếc máy bay nổ và ghế dài ngoài vũ trụ trên những chiếc máy bay chiến đấu nhỏ bé một chỗ ngồi - đã dạy loài người đánh giá quá cao một cách nghiêm túc lòng nhân từ của Vũ trụ đối với các sinh vật protein ấm áp. Điều này đặc biệt rõ ràng khi các nhà văn khoa học viễn tưởng mô tả chuyến du hành tới các hành tinh khác. Than ôi, việc khám phá “không gian thực” thay vì hàng trăm “kames” thông thường dưới sự bảo vệ của từ trường Trái đất sẽ là một công việc khó khăn hơn so với người bình thường chỉ một thập kỷ trước.

Vì vậy, đây là điểm chính của tôi. Bầu không khí tâm lý và xung đột trong phi hành đoàn không phải là những vấn đề chính mà mọi người sẽ gặp phải khi tổ chức các chuyến bay có người lái tới Sao Hỏa.

Vấn đề chính của một người đi ra ngoài từ quyển Trái đất- vấn đề với chữ “P” viết hoa.

Bức xạ vũ trụ là gì và tại sao chúng ta không chết vì nó trên Trái đất

Bức xạ ion hóa trong không gian (vượt quá vài trăm km không gian gần Trái đất mà con người đã thực sự làm chủ được) bao gồm hai phần.

Bức xạ từ Mặt Trời.Đây trước hết là " gió nắng» - một luồng hạt liên tục “thổi” theo mọi hướng từ ngôi sao và cực kỳ tốt cho các tàu buồm không gian trong tương lai, vì nó sẽ cho phép chúng tăng tốc thích hợp để di chuyển xa hơn hệ mặt trời. Nhưng đối với chúng sinh, phần chính của loại gió này không có tác dụng đặc biệt. Thật tuyệt vời khi chúng ta được bảo vệ khỏi bức xạ cứng bởi một lớp khí quyển dày, tầng điện ly (nơi có các lỗ thủng tầng ozone) và cả từ trường cực mạnh của Trái đất.

Ngoài gió phân tán ít nhiều đều, ngôi sao của chúng ta còn bắn ra cái gọi là tia sáng mặt trời theo định kỳ. Sau này là sự phóng ra vật chất vành từ Mặt trời. Chúng nghiêm trọng đến mức đôi khi chúng gây ra các vấn đề cho con người và công nghệ ngay cả trên Trái đất, nơi mà điều thú vị nhất, tôi nhắc lại, được sàng lọc kỹ lưỡng.

Vì vậy, chúng ta có bầu khí quyển và từ trường của hành tinh. Trong không gian vốn đã khá gần, ở khoảng cách mười hoặc hai nghìn km tính từ Trái đất, một ngọn lửa mặt trời (thậm chí là yếu, chỉ một vài quả Hiroshima), đâm vào một con tàu, chắc chắn sẽ vô hiệu hóa khả năng lấp đầy sự sống của nó mà không có một chút cơ hội nào. của sự sống còn. Ngày nay chúng ta hoàn toàn không có gì có thể ngăn cản điều này - ở trình độ phát triển công nghệ và vật liệu hiện nay. Vì lý do này và chỉ vì lý do này, nhân loại sẽ phải hoãn cuộc hành trình kéo dài hàng tháng tới Sao Hỏa cho đến khi chúng ta giải quyết được ít nhất một phần vấn đề này. Bạn cũng sẽ phải lên kế hoạch cho nó vào những thời điểm mặt trời yên tĩnh nhất và cầu nguyện rất nhiều tới tất cả các vị thần kỹ thuật.

Các tia vũ trụ. Những thứ hung ác có mặt khắp nơi này mang một lượng năng lượng khổng lồ (nhiều hơn mức LHC có thể bơm vào một hạt). Họ đến từ những nơi khác trong thiên hà của chúng ta. Đi vào lá chắn của bầu khí quyển trái đất, chùm tia như vậy tương tác với các nguyên tử của nó và vỡ thành hàng chục hạt ít năng lượng hơn, đổ thành dòng thậm chí còn ít năng lượng hơn (nhưng cũng nguy hiểm), và kết quả là, tất cả sự huy hoàng này là đổ xuống dưới dạng mưa bức xạ trên bề mặt hành tinh. Khoảng 15% bức xạ nền trên Trái đất đến từ du khách từ không gian. Bạn sống càng cao trên mực nước biển thì liều lượng bạn bắt được trong cuộc đời càng cao. Và điều này xảy ra suốt ngày đêm.

Như một bài tập ở trường, hãy thử tưởng tượng điều gì sẽ xảy ra với một con tàu vũ trụ và “nội dung sống” của nó nếu chúng bị một chùm tia như vậy chiếu trực tiếp vào đâu đó ngoài không gian. Hãy để tôi nhắc bạn rằng chuyến bay tới sao Hỏa sẽ mất vài tháng, một con tàu khổng lồ sẽ phải được chế tạo cho việc này và khả năng xảy ra “liên hệ” được mô tả ở trên (hoặc thậm chí nhiều hơn một) là khá cao. Thật không may, đơn giản là không thể bỏ qua nó trong những chuyến bay dài có phi hành đoàn trực tiếp.

Còn gì nữa?

Ngoài bức xạ từ Mặt trời đến Trái đất, còn có bức xạ năng lượng mặt trời, thứ mà từ trường của hành tinh đẩy lùi, không cho vào và quan trọng nhất là tích tụ*. Gặp gỡ độc giả. Đây là vành đai bức xạ của Trái đất (ERB). Nó còn được gọi là vành đai Van Allen, như cách gọi ở nước ngoài. Các phi hành gia sẽ phải vượt qua nó, như người ta nói, “ở tốc độ tối đa”, để không phải nhận một liều phóng xạ gây chết người chỉ sau vài giờ. Việc tiếp xúc nhiều lần với vành đai này - nếu chúng ta, trái với lẽ thường, quyết định đưa các phi hành gia từ Sao Hỏa trở lại Trái đất - có thể dễ dàng kết liễu họ.

*Một tỷ lệ đáng kể các hạt của vành đai Van Allen có tốc độ nguy hiểm đã có sẵn trong vành đai. Tức là nó không chỉ bảo vệ chúng ta khỏi bức xạ từ bên ngoài mà còn tăng cường bức xạ tích lũy này.

Cho đến nay chúng ta đã nói về không gian bên ngoài. Nhưng chúng ta không được quên rằng Sao Hỏa (không giống Trái đất) hầu như không có từ trường**, và bầu khí quyển ngày càng mỏng nên việc tiếp xúc với những thứ này yếu tố tiêu cực mọi người sẽ không chỉ bay.

**Được rồi, có một chút- gần cực nam.

Do đó kết luận. Những người thực dân trong tương lai rất có thể sẽ không sống trên bề mặt hành tinh (như chúng ta đã thấy trong bộ phim sử thi “Sứ mệnh tới sao Hỏa”) mà ở sâu bên dưới. bên dưới nó.

Tôi nên làm gì?

Trước hết, rõ ràng là đừng ảo tưởng rằng tất cả những vấn đề này sẽ được giải quyết nhanh chóng (trong vòng chục, hai hoặc ba năm). Để tránh cái chết của phi hành đoàn vì bệnh phóng xạ, chúng ta sẽ không được gửi họ đến đó và khám phá không gian với sự trợ giúp của máy móc thông minh (nhân tiện, đây không phải là quyết định ngu ngốc nhất), hoặc chúng ta sẽ phải làm việc rất chăm chỉ , bởi vì nếu tôi đúng, thì việc đưa người lên sao Hỏa cùng với việc tạo ra một thuộc địa vĩnh viễn là một nhiệm vụ hoàn toàn bất khả thi đối với một quốc gia (kể cả Mỹ, thậm chí Nga, thậm chí cả Trung Quốc) trong nửa thế kỷ tới, hoặc thậm chí lâu hơn. Một con tàu cho sứ mệnh như vậy sẽ tiêu tốn một khoản tiền tương đương với việc xây dựng và bảo trì toàn bộ một vài ISS (xem bên dưới).

Và vâng, tôi quên nói: những người tiên phong trên Sao Hỏa rõ ràng sẽ là “những kẻ đánh bom liều chết”, vì rất có thể chúng ta sẽ không thể cung cấp cho họ một chuyến hành trình trở về cũng như một cuộc sống lâu dài và thoải mái trên Sao Hỏa trong nửa thế kỷ tới.

Về mặt lý thuyết, sứ mệnh tới Sao Hỏa sẽ trông như thế nào nếu chúng ta có tất cả tài nguyên và công nghệ của Trái đất cũ? Hãy so sánh những gì được mô tả dưới đây với những gì bạn đã thấy trong bộ phim đình đám “The Martian”.

Sứ mệnh lên sao Hỏa. Phiên bản thực tế có điều kiện

Trước hết, nhân loại sẽ phải làm việc chăm chỉ và chế tạo một con tàu vũ trụ cỡ cyclopean với khả năng chống bức xạ mạnh mẽ, có thể bù đắp một phần lượng bức xạ khủng khiếp cho phi hành đoàn bên ngoài từ trường Trái đất và đảm bảo đưa ít nhiều những người thực dân sống lên Sao Hỏa - một chiều.

Một con tàu như vậy sẽ trông như thế nào?

Đây là một khối khổng lồ có đường kính hàng chục (hoặc tốt hơn là hàng trăm) mét, được cung cấp từ trường riêng (nam châm điện siêu dẫn) và các nguồn năng lượng để duy trì nó (lò phản ứng hạt nhân). Kích thước khổng lồ của cấu trúc giúp có thể lấp đầy nó từ bên trong bằng vật liệu hấp thụ bức xạ (ví dụ, nó có thể là nhựa xốp có chì hoặc thùng chứa kín bằng nước đơn giản hoặc nước nặng), sẽ phải được vận chuyển vào quỹ đạo trong nhiều thập kỷ (!) và được gắn xung quanh một viên nang hỗ trợ sự sống tương đối nhỏ, nơi chúng ta sẽ đặt các phi hành gia.

Ngoài kích thước và chi phí cao, con tàu sao Hỏa phải cực kỳ đáng tin cậy và quan trọng nhất là hoàn toàn tự chủ về mặt điều khiển. Để cứu sống phi hành đoàn, điều an toàn nhất có thể làm là đặt họ vào tình trạng hôn mê nhân tạo và làm mát họ một chút (chỉ một vài độ) để làm chậm quá trình trao đổi chất. Ở trạng thái này, con người a) sẽ ít nhạy cảm hơn với bức xạ, b) chiếm giữ không gian hẹp và sẽ rẻ hơn nếu che chắn chúng khỏi cùng một bức xạ.

Rõ ràng, ngoài con tàu, chúng ta cần trí thông minh nhân tạo có thể tự tin đưa con tàu vào quỹ đạo sao Hỏa, đưa những người thuộc địa lên bề mặt của nó mà không làm hư hại bản thân hoặc hàng hóa trong quá trình đó, và sau đó, không cần sự tham gia của con người, trả lại tàu. phi hành gia đến ý thức (đã ở trên sao Hỏa). Chúng tôi chưa có những công nghệ như vậy, nhưng có một số hy vọng rằng AI như vậy, và quan trọng nhất là các nguồn lực kinh tế và chính trị để đóng con tàu được mô tả, sẽ xuất hiện ở nước ta, chẳng hạn, gần giữa thế kỷ này.

Tin tốt là “chiếc phà” sao Hỏa dành cho người định cư có thể được tái sử dụng. Anh ta sẽ phải di chuyển như một con thoi giữa Trái đất và điểm đến cuối cùng, vận chuyển những chuyến hàng “hàng sống” đến thuộc địa để thay thế những người đã rời đi. nguyên nhân tự nhiên" của người. Để vận chuyển hàng hóa “phi sự sống” (thực phẩm, nước, không khí và thiết bị), việc bảo vệ bức xạ là không đặc biệt cần thiết, do đó không nhất thiết phải biến siêu tàu thành xe tải sao Hỏa. Nó chỉ cần thiết cho việc cung cấp thực dân và có thể trồng hạt giống / động vật trang trại non.

Thứ hai, cần gửi trước thiết bị, vật tư nước, thực phẩm, oxy lên sao Hỏa cho phi hành đoàn 6-12 người trong thời gian 12-15 năm (có tính đến mọi trường hợp bất khả kháng). Bản thân đây là một vấn đề không hề nhỏ, nhưng hãy giả sử rằng chúng ta không bị giới hạn về nguồn lực để giải quyết nó. Giả sử rằng các cuộc chiến tranh và biến động chính trị trên Trái đất đã lắng xuống và toàn bộ hành tinh đang cùng nhau hợp tác thực hiện sứ mệnh Sao Hỏa.

Thiết bị được ném lên sao Hỏa, như bạn có thể đoán, là một robot hoàn toàn tự động với trí tuệ nhân tạo và được cung cấp bởi nhỏ gọn lò phản ứng hạt nhân. Họ sẽ phải thực hiện một cách có phương pháp, trong khoảng thời gian từ 10 đến 1 năm rưỡi, trước tiên là đào một đường hầm sâu dưới bề mặt hành tinh đỏ. Sau đó - trong vài năm nữa - một mạng lưới đường hầm nhỏ, trong đó sẽ phải kéo các đơn vị hỗ trợ sự sống và vật tư cho chuyến thám hiểm trong tương lai, và sau đó tất cả những thứ này sẽ được tập hợp kín đáo thành một ngôi làng tự trị dưới sao Hỏa.

Nơi ở giống như tàu điện ngầm có vẻ giải pháp tối ưu Vì hai lý do. Thứ nhất, nó che chắn cho các phi hành gia khỏi các tia vũ trụ đã có trên sao Hỏa. Thứ hai, do hoạt động “marsotherm” còn sót lại của lớp dưới bề mặt hành tinh, nó ấm hơn bên ngoài một hoặc hai độ. Điều này sẽ hữu ích cho những người thực dân trong việc tiết kiệm năng lượng và trồng khoai tây trên phân của chính họ.

Hãy làm rõ tâm điểm: bạn sẽ phải xây dựng một thuộc địa ở Nam bán cầu, nơi vẫn còn từ trường còn sót lại trên hành tinh.

Lý tưởng nhất là các phi hành gia sẽ không phải đi lên bề mặt chút nào (họ sẽ không nhìn thấy Sao Hỏa “sống” chút nào, hoặc họ sẽ nhìn thấy nó một lần - trong khi hạ cánh). Tất cả công việc trên bề mặt sẽ phải được thực hiện bởi robot, những hành động mà những người thực dân sẽ phải chỉ đạo từ boongke của họ trong suốt cuộc đời ngắn ngủi của họ (hai mươi năm trong một hoàn cảnh kết hợp may mắn).

Ngày thứ ba, chúng ta cần nói về bản thân phi hành đoàn và các phương pháp lựa chọn họ.

Kế hoạch lý tưởng cho mục đích sau này là tìm kiếm trên toàn bộ Trái đất để tìm ... cặp song sinh giống hệt nhau về mặt di truyền (monozygotic), một trong số họ vừa trở thành người hiến tạng (ví dụ: "may mắn" gặp tai nạn xe hơi). Nghe có vẻ vô cùng hoài nghi nhưng đừng để điều đó ngăn cản bạn đọc đến cuối văn bản.

Một cặp song sinh hiến tặng mang lại cho chúng ta điều gì?

Một cặp song sinh đã chết cho anh trai (hoặc em gái) của mình cơ hội trở thành một thực dân lý tưởng trên sao Hỏa. Thực tế là tủy xương đỏ của người đầu tiên, được chuyển đến hành tinh đỏ trong một thùng chứa được bảo vệ bổ sung khỏi bức xạ, có thể được truyền vào cặp song sinh của phi hành gia. Điều này làm tăng cơ hội sống sót của anh ta khỏi bệnh phóng xạ, bệnh bạch cầu cấp tính và những rắc rối khác rất có thể xảy ra với người dân thuộc địa trong những năm thực hiện nhiệm vụ.

Vậy quá trình sàng lọc những người định cư trong tương lai sẽ diễn ra như thế nào?

Chúng tôi chọn vài triệu cặp song sinh. Chúng tôi đợi cho đến khi có điều gì đó xảy ra với một trong số họ và đưa ra lời đề nghị với người còn lại. Chẳng hạn, một nhóm gồm một trăm nghìn ứng viên tiềm năng được tuyển dụng. Bây giờ trong nhóm này, chúng tôi thực hiện lựa chọn cuối cùng cho tương thích tâm lý và sự phù hợp về mặt nghề nghiệp.

Đương nhiên, để mở rộng mẫu, các phi hành gia sẽ phải được chọn trên khắp Trái đất chứ không phải ở một hoặc hai quốc gia.

Tất nhiên, một số công nghệ để xác định các ứng cử viên có khả năng kháng bức xạ đặc biệt sẽ giúp ích rất nhiều. Được biết, một số người có khả năng chống bức xạ tốt hơn nhiều so với những người khác. Chắc chắn nó có thể được xác định bằng cách sử dụng các dấu hiệu di truyền nhất định. Nếu chúng ta bổ sung ý tưởng về các cặp song sinh bằng phương pháp này, thì chúng sẽ cùng nhau làm tăng đáng kể tỷ lệ sống sót của những người định cư trên sao Hỏa.

Ngoài ra, sẽ rất hữu ích nếu học cách truyền tủy xương cho người trong môi trường không trọng lực. Đây không phải là thứ duy nhất cần được phát minh riêng cho dự án này, nhưng may mắn thay, chúng ta vẫn còn thời gian và ISS vẫn đang bay trên quỹ đạo Trái đất như thể đặc biệt để thử nghiệm những công nghệ như vậy.

Tái bút. Tôi phải đặc biệt bảo lưu rằng kẻ thù nguyên tắc du hành vũ trụ Tôi thì không và tôi tin rằng sớm hay muộn “không gian sẽ là của chúng ta”. Câu hỏi duy nhất là cái giá của thành công này, cũng như thời gian mà nhân loại sẽ bỏ ra để phát triển. công nghệ cần thiết. Đối với tôi, dường như dưới ảnh hưởng của khoa học viễn tưởng và văn hóa thịnh hành Nhiều người trong chúng ta khá bất cẩn trong việc hiểu những khó khăn phải vượt qua trên đường đi. Để phần này tỉnh táo hơn một chút« những người lạc quan về vũ trụ» và văn bản này đã được viết.

Trong các phần tôi sẽ cho bạn biết chúng ta có những lựa chọn nào khác liên quan đến việc khám phá không gian của con người về lâu dài.

Một trong những yếu tố sinh học tiêu cực chính ở ngoài không gian, cùng với tình trạng không trọng lượng, là bức xạ. Nhưng nếu tình huống không trọng lượng là cơ thể khác nhau Hệ mặt trời (ví dụ: trên Mặt trăng hoặc Sao Hỏa) sẽ tốt hơn trên ISS, nhưng với bức xạ thì mọi thứ phức tạp hơn.

Theo nguồn gốc của nó, bức xạ vũ trụ có hai loại. Nó bao gồm các tia vũ trụ thiên hà (GCR) và các proton tích điện dương nặng phát ra từ Mặt trời. Hai loại bức xạ này tương tác với nhau. Trong lúc hoạt động mặt trời cường độ tia thiên hà giảm và ngược lại. Hành tinh của chúng ta được bảo vệ khỏi gió mặt trời bằng từ trường. Mặc dù vậy, một số hạt tích điện vẫn lọt vào khí quyển. Kết quả là một hiện tượng được gọi là cực quang. Các GCR năng lượng cao hầu như không bị từ quyển giữ lại, nhưng chúng không đến được bề mặt Trái đất với số lượng nguy hiểm do bầu khí quyển dày đặc của nó. Quỹ đạo của ISS nằm phía trên các lớp dày đặc của khí quyển nhưng nằm bên trong vành đai bức xạ của Trái đất. Do đó, mức độ bức xạ vũ trụ tại trạm cao hơn nhiều so với trên Trái đất, nhưng thấp hơn đáng kể so với ngoài vũ trụ. Xét về đặc tính bảo vệ, bầu khí quyển của Trái đất gần tương đương với một lớp chì dày 80 cm.

Nguồn liều bức xạ đáng tin cậy duy nhất có thể nhận được trong chuyến bay vũ trụ thời gian dài và trên bề mặt Sao Hỏa là thiết bị RAD tại Phòng thí nghiệm Khoa học Sao Hỏa, hay còn gọi là Curiosity. Để hiểu dữ liệu mà nó thu thập chính xác đến mức nào, trước tiên chúng ta hãy nhìn vào ISS.

Vào tháng 9 năm 2013, tạp chí Science đã xuất bản một bài báo về kết quả của công cụ RAD. Một biểu đồ so sánh được tạo ra bởi Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA (một tổ chức không liên quan đến các thí nghiệm được thực hiện trên ISS, nhưng làm việc với thiết bị RAD của tàu thám hiểm Curiosity) chỉ ra rằng trong thời gian sáu tháng ở trên trạm vũ trụ gần Trái đất, một người nhận được liều bức xạ xấp xỉ bằng 80 mSv (millisievert). ). Nhưng ấn phẩm của Đại học Oxford từ năm 2006 (ISBN 978-0-19-513725-5) tuyên bố rằng một phi hành gia trên ISS nhận được trung bình 1 mSv mỗi ngày, tức là liều sáu tháng phải là 180 mSv. Kết quả là, chúng ta thấy có sự chênh lệch lớn trong các ước tính về mức độ bức xạ trên quỹ đạo Trái đất thấp đã được nghiên cứu từ lâu.

Các chu kỳ mặt trời chính có chu kỳ 11 năm và do GCR và gió mặt trời có mối liên hệ với nhau nên để quan sát có độ tin cậy về mặt thống kê cần phải nghiên cứu dữ liệu bức xạ ở các phần khác nhau của chu kỳ mặt trời. Thật không may, như đã nêu ở trên, tất cả dữ liệu chúng ta có về bức xạ ngoài vũ trụ đã được MSL thu thập trong 8 tháng đầu năm 2012 trên đường tới Sao Hỏa. Thông tin về bức xạ trên bề mặt hành tinh được ông tích lũy trong những năm sau đó. Điều này không có nghĩa là dữ liệu không chính xác. Bạn chỉ cần hiểu rằng chúng chỉ có thể phản ánh đặc điểm của một khoảng thời gian giới hạn.

Dữ liệu mới nhất từ ​​công cụ RAD được xuất bản vào năm 2014. Theo các nhà khoa học từ Phòng thí nghiệm Sức đẩy Phản lực của NASA, trong thời gian 6 tháng ở trên bề mặt Sao Hỏa, một người sẽ nhận được liều bức xạ trung bình khoảng 120 mSv. Con số này nằm giữa ước tính dưới và trên của liều bức xạ trên ISS. Trong chuyến bay tới sao Hỏa, nếu cũng mất sáu tháng, liều bức xạ sẽ là 350 mSv, tức là gấp 2-4,5 lần so với trên ISS. Trong chuyến bay của mình, MSL đã trải qua năm ngọn lửa mặt trời có sức mạnh vừa phải. Chúng ta không biết chắc chắn liều bức xạ mà các phi hành gia sẽ nhận được trên Mặt trăng là bao nhiêu, vì không có thí nghiệm nào được tiến hành nghiên cứu cụ thể về bức xạ vũ trụ trong chương trình Apollo. Tác động của nó chỉ được nghiên cứu cùng với tác động của các hiện tượng tiêu cực khác, chẳng hạn như ảnh hưởng của bụi mặt trăng. Tuy nhiên, có thể giả định rằng liều lượng sẽ cao hơn trên Sao Hỏa, vì Mặt trăng không được bảo vệ ngay cả bởi bầu khí quyển yếu mà thấp hơn so với ở ngoài không gian, vì một người trên Mặt trăng sẽ chỉ được chiếu xạ “từ trên cao” và “từ hai bên” , nhưng không phải từ dưới chân bạn./

Tóm lại, có thể lưu ý rằng bức xạ là một vấn đề chắc chắn sẽ cần có giải pháp trong trường hợp Hệ Mặt trời xâm chiếm. Tuy nhiên, niềm tin rộng rãi rằng môi trường bức xạ bên ngoài từ quyển Trái đất không cho phép thực hiện các chuyến bay vào vũ trụ dài hạn đơn giản là không đúng sự thật. Để bay tới sao Hỏa bạn sẽ phải cài đặt lớp phủ bảo vệ hoặc cho toàn bộ mô-đun dân cư của khu phức hợp bay vào vũ trụ, hoặc cho một khoang “bão” riêng biệt, được bảo vệ đặc biệt, trong đó các phi hành gia có thể chờ đợi những cơn mưa rào proton. Điều này không có nghĩa là các nhà phát triển sẽ phải sử dụng các hệ thống chống bức xạ phức tạp. Để giảm đáng kể mức độ bức xạ, chỉ cần một lớp phủ cách nhiệt, được sử dụng trên các phương tiện hạ cánh của tàu vũ trụ để bảo vệ khỏi quá nhiệt khi phanh trong bầu khí quyển Trái đất là đủ.

Ruy băng không gian

Triết gia người Nga N.F. Fedorov (1828 - 1903) là người đầu tiên tuyên bố rằng con người phải đối mặt với con đường khám phá mọi không gian bên ngoài như một con đường chiến lược cho sự phát triển của nhân loại. Ông thu hút sự chú ý đến thực tế là chỉ có một khu vực rộng lớn như vậy mới có khả năng thu hút về mình tất cả năng lượng tinh thần, tất cả sức mạnh của nhân loại, vốn bị lãng phí khi va chạm lẫn nhau hoặc lãng phí vào những chuyện vặt vãnh. ... Ý tưởng của ông về việc định hướng lại tiềm năng công nghiệp và khoa học của tổ hợp công nghiệp quân sự theo hướng nghiên cứu và phát triển không gian, bao gồm cả không gian sâu, có thể giảm thiểu triệt để mối nguy hiểm quân sự trên thế giới. Để điều này xảy ra trong thực tế, trước tiên nó phải xảy ra trong tâm trí của những người tiếp nhận nó ngay từ đầu. giải pháp toàn cầu. ...

Nhiều khó khăn khác nhau nảy sinh trên con đường khám phá không gian. Trở ngại chính được cho là vấn đề bức xạ, đây là danh sách các ấn phẩm về vấn đề này:

29/01/2004, báo Trud, Bức xạ trên quỹ đạo;
("Và đây là những số liệu thống kê đáng buồn. Trong số 98 phi hành gia của chúng tôi đã bay, có 18 người không còn sống, tức là cứ 1/5. Trong số này, 4 người đã chết khi trở về Trái đất, Gagarin trong một vụ tai nạn máy bay. Bốn người chết vì ung thư (Anatoly Levchenko 47 tuổi, Vladimir Vasyutin - 50...).")

2. Trong chuyến bay của tàu thám hiểm Curiosity tới sao Hỏa trong 254 ngày, liều bức xạ lớn hơn 1 Sv, tức là. trung bình hơn 4 mSv/ngày.

3. Khi các phi hành gia bay vòng quanh Trái đất, liều bức xạ dao động từ 0,3 đến 0,8 mSv/ngày ()

4. Kể từ khi phát hiện ra bức xạ, nghiên cứu khoa học và phát triển hàng loạt trong thực tế của ngành công nghiệp, một lượng lớn đã được tích lũy, bao gồm cả những ảnh hưởng của bức xạ lên cơ thể con người.
Để kết nối bệnh tật của một phi hành gia với việc tiếp xúc với bức xạ không gian, cần phải so sánh tỷ lệ các phi hành gia đã bay vào vũ trụ với tỷ lệ các phi hành gia trong nhóm kiểm soát chưa từng ở trong không gian.

5. Bách khoa toàn thư Internet về không gian www.astronaut.ru chứa tất cả thông tin về các phi hành gia, phi hành gia và phi hành gia đã bay vào vũ trụ, cũng như các ứng cử viên được chọn cho các chuyến bay nhưng không bay vào vũ trụ.
Sử dụng những dữ liệu này, tôi đã biên soạn một bảng tóm tắt về Liên Xô/Nga với các cuộc đột kích cá nhân, ngày sinh và ngày mất, nguyên nhân cái chết, v.v.
Dữ liệu tóm tắt được trình bày trong bảng:

	Trong cơ sở dữ liệu không gian bách khoa toàn thư, Nhân loại	Họ sống Nhân loại	Chết vì mọi lý do Nhân loại	Chết khỏi bệnh ung thư, Nhân loại
Chúng tôi đã bay vào không gian	116 , của họ 28 - với thời gian bay lên tới 15 ngày, 45 - với thời gian bay từ 16 đến 200 ngày, 43 - với thời gian bay từ 201 đến 802 ngày	87 (tuổi trung bình - 61 tuổi) của họ 61 đã nghỉ hưu	29 (25%) tuổi trung bình - 61 tuổi	7 (6%), của họ 3 - với thời gian bay 1-2 ngày, 3 - với thời gian bay 16-81 ngày 1 - với 269 ngày bay
Không bay vào vũ trụ	158	101 (tuổi trung bình - 63 tuổi) của họ 88 đã nghỉ hưu	57 (36%) tuổi trung bình - 59 tuổi	11 (7%)

Không có sự khác biệt đáng kể và rõ ràng giữa nhóm người bay vào vũ trụ và nhóm kiểm soát.
Trong số 116 người ở Liên Xô/Nga đã bay vào vũ trụ ít nhất một lần, có 67 người có thời gian bay vào vũ trụ cá nhân hơn 100 ngày (tối đa 803 ngày), 3 người trong số họ qua đời ở tuổi 64, 68 và 69 tuổi. Một trong những người đã chết bị ung thư. Số còn lại còn tồn tại tính đến tháng 11 năm 2013, bao gồm 20 phi hành gia có số giờ bay tối đa (từ 382 đến 802 ngày) với liều lượng (210 - 440 mSv) với liều trung bình hàng ngày là 0,55 mSv. Điều gì khẳng định sự an toàn bức xạ lâu dài Du hành vũ trụ.

6. Ngoài ra còn có rất nhiều dữ liệu khác về sức khỏe của những người tiếp xúc với liều lượng phóng xạ ngày càng tăng trong những năm hình thành ngành công nghiệp hạt nhân ở Liên Xô. Vì vậy, “tại PA Mayak”: “Vào năm 1950-1952. suất liều gamma ngoài (bức xạ gần các thiết bị công nghệ đạt 15-180 mR/h. Liều bức xạ ngoài hàng năm đối với 600 công nhân nhà máy được quan sát là 1,4-1,9 Sv/năm. Trong một số trường hợp, liều bức xạ ngoài tối đa hàng năm đạt tới 7- 8 SV/năm...
Trong số 2.300 công nhân bị bệnh phóng xạ mãn tính, sau 40-50 năm quan sát, có 1.200 người vẫn còn sống với tổng liều trung bình là 2,6 Gy ở độ tuổi trung bình là 75 tuổi. Và trong số 1.100 ca tử vong (liều trung bình 3,1 Gy), có sự gia tăng đáng chú ý về tỷ lệ khối u ác tính trong cơ cấu nguyên nhân tử vong, nhưng độ tuổi trung bình của họ là 65 tuổi.”
“Các vấn đề về di sản hạt nhân và cách giải quyết chúng.” - Dưới sự biên tập chung của E.V. Evstratova, A.M. Agapova, N.P. Laverova, L.A. Bolshova, I.I. Linge. — 2012 — 356 tr. - T1. (Tải xuống)

7. “...nghiên cứu sâu rộng liên quan đến khoảng 100.000 người sống sót sau vụ đánh bom nguyên tử ở Hiroshima và Nagasaki năm 1945 đã chỉ ra rằng ung thư cho đến nay là nguyên nhân duy nhất làm tăng tỷ lệ tử vong ở nhóm dân số này.
“Tuy nhiên, đồng thời, sự phát triển của ung thư dưới tác động của tia xạ là không cụ thể, nó cũng có thể do các yếu tố tự nhiên hoặc nhân tạo khác (hút thuốc lá, không khí, nước, ô nhiễm thực phẩm). hóa chất và vân vân.). Bức xạ chỉ làm tăng nguy cơ tồn tại nếu không có nó. Ví dụ, bác sĩ Nga tin rằng sự đóng góp của dinh dưỡng kém vào sự phát triển của bệnh ung thư là 35% và hút thuốc - 31%. Và sự đóng góp của bức xạ, ngay cả khi bị phơi nhiễm nghiêm trọng, cũng không quá 10%."()


(nguồn: “Liquidators. Hậu quả phóng xạ của Chernobyl”, V. Ivanov, Moscow, 2010 (download)

8. “Trong y học hiện đại, xạ trị là một trong ba phương pháp chủ yếu điều trị ung thư (hai phương pháp còn lại là hóa trị và phẫu thuật truyền thống). Đồng thời, dựa trên mức độ nghiêm trọng của tác dụng phụ, xạ trị sẽ dễ dung nạp hơn nhiều. Trong những trường hợp đặc biệt nghiêm trọng, bệnh nhân có thể nhận được tổng liều rất cao - lên tới 6 màu xám (mặc dù thực tế là liều lượng khoảng 7-8 màu xám có thể gây tử vong!). Nhưng ngay cả với liều lượng lớn như vậy, khi bệnh nhân hồi phục, anh ta thường trở lại cuộc sống trọn vẹn của một người khỏe mạnh - ngay cả những đứa trẻ do bệnh nhân cũ của phòng khám xạ trị sinh ra cũng không có bất kỳ dấu hiệu bất thường di truyền bẩm sinh nào liên quan đến bức xạ.
Nếu bạn xem xét và cân nhắc cẩn thận sự thật, thì hiện tượng như chứng sợ phóng xạ - nỗi sợ phi lý về bức xạ và mọi thứ liên quan đến nó - sẽ trở nên hoàn toàn phi logic. Thật vậy: mọi người tin rằng điều gì đó khủng khiếp đã xảy ra khi màn hình của liều kế hiển thị ít nhất hai lần nền tự nhiên - đồng thời họ rất vui khi tìm đến các nguồn radon để cải thiện sức khỏe của mình, nơi nền có thể cao hơn mười lần hoặc hơn . Bức xạ ion hóa liều lượng lớn chữa khỏi bệnh nhân mắc các bệnh hiểm nghèo - đồng thời, một người vô tình tiếp xúc với trường bức xạ cho rằng sức khỏe của mình bị suy giảm rõ ràng (nếu tình trạng suy giảm như vậy xảy ra) là do ảnh hưởng của bức xạ. ("Bức xạ trong y học", Yu.S. Koryakovsky, A.A. Akatov, Moscow, 2009)
Thống kê về tỷ lệ tử vong cho thấy cứ một phần ba người ở châu Âu chết vì nhiều loại ung thư.
Một trong những phương pháp chính để điều trị khối u ác tính là xạ trị, phương pháp này cần thiết cho khoảng 70% bệnh nhân ung thư, trong khi ở Nga chỉ có khoảng 25% số người có nhu cầu được điều trị. ()

Dựa trên tất cả dữ liệu tích lũy được, chúng ta có thể nói một cách an toàn: vấn đề bức xạ trong quá trình thám hiểm không gian đã bị phóng đại quá mức và con đường thám hiểm không gian đang rộng mở cho nhân loại.

tái bút Bài báo đã được đăng trên tạp chí chuyên nghiệp “Chiến lược nguyên tử” và trước đó đã được một số chuyên gia đánh giá trên trang web của tạp chí. Đây là nhận xét giàu thông tin nhất nhận được ở đó: " Bức xạ vũ trụ là gì. Đây là bức xạ Mặt trời + Thiên hà. Mặt trời có cường độ mạnh hơn nhiều lần so với Thiên hà, đặc biệt là trong quá trình hoạt động của mặt trời. Đây là những gì xác định liều chính. Thành phần và thành phần năng lượng của nó là proton (90%) và phần còn lại ít quan trọng hơn (điện, gamma,...). Năng lượng của phần chính của proton là từ keV đến 80-90 MeV. (Ngoài ra còn có đuôi năng lượng cao, nhưng đây đã là một phần trăm.) Phạm vi của một proton 80 MeV là ~7 (g/cm^2) hoặc khoảng 2,5 cm nhôm. Những thứ kia. trong tường tàu không gian Dày 2,5-3 cm chúng được hấp thụ hoàn toàn. Mặc dù proton được tạo ra trong phản ứng hạt nhân nhôm tạo ra neutron, nhưng hiệu suất tạo ra thấp. Do đó, suất liều phía sau vỏ tàu khá cao (vì hệ số chuyển đổi liều thông lượng đối với các proton có năng lượng được chỉ định là rất lớn). Và bên trong mức độ này khá chấp nhận được, mặc dù cao hơn trên Trái đất. Một độc giả sâu sắc và tỉ mỉ sẽ hỏi ngay một cách mỉa mai - Còn trên máy bay thì sao? Rốt cuộc, liều lượng ở đó cao hơn nhiều so với trên Trái đất. Câu trả lời là đúng. Lời giải thích rất đơn giản. Các proton và hạt nhân năng lượng cao của mặt trời và thiên hà tương tác với hạt nhân khí quyển (phản ứng tạo ra nhiều hadron), gây ra một dòng thác hadron (mưa). Do đó, sự phân bố độ cao của mật độ thông lượng của các hạt ion hóa trong khí quyển là cực đại. Điều này cũng tương tự với trận mưa electron-photon. Các trận mưa hadronic và e-g phát triển và tắt đi trong khí quyển. Độ dày của khí quyển là ~80-100 g/cm^2 (tương đương với 200 cm bê tông hoặc 50 cm sắt.) Và trong lớp lót không có đủ chất để tạo thành một cơn mưa rào tốt. Do đó có một nghịch lý rõ ràng - lớp bảo vệ tàu càng dày thì suất liều bên trong càng cao. Vì vậy, bảo vệ mỏng sẽ tốt hơn bảo vệ dày. Nhưng! Cần có lớp bảo vệ 2-3 cm (giảm liều proton theo một mức độ lớn). Bây giờ cho những con số. Trên sao Hỏa, liều kế Curiosity tích lũy khoảng 1 Sv trong gần một năm. Nguyên nhân liều lượng khá cao là do liều kế không có màn bảo vệ mỏng nói trên. Tuy nhiên, 1 Sv là quá nhiều hay quá ít? Nó có gây tử vong không? Một vài người bạn của tôi, những người thanh lý, mỗi người đã kiếm được khoảng 100 R (tất nhiên tính theo gamma và tính theo hadron - khoảng 1 Sv). Họ cảm thấy tốt hơn bạn và tôi. Không bị vô hiệu hóa. Cách tiếp cận chính thức theo các văn bản quy định. - Cùng với sự cho phép cơ quan lãnh thổ sự giám sát vệ sinh của nhà nước, bạn có thể nhận được liều lượng dự kiến ​​là 0,2 Sv trong một năm. (Tức là có thể so sánh với 1 Sv). Và mức bức xạ dự đoán cần can thiệp khẩn cấp là 1 Gy đối với toàn bộ cơ thể (đây là liều hấp thụ, xấp xỉ bằng 1 Sv ở liều tương đương.) Và đối với phổi - 6 Gy. Những thứ kia. đối với những người nhận được liều toàn thân dưới 1 Sv và không cần can thiệp. Vì vậy, nó không quá đáng sợ. Nhưng tất nhiên, tốt hơn hết là không nên nhận những liều lượng như vậy. "

Vậy thì loạt bài viết này là dành cho bạn... Chúng ta sẽ nói về các nguồn bức xạ ion hóa tự nhiên, việc sử dụng bức xạ trong y học và những điều thú vị khác.

Các nguồn bức xạ ion hóa thường được chia thành hai nhóm - tự nhiên và nhân tạo. Nguồn tự nhiên luôn tồn tại, nhưng nguồn nhân tạo được tạo ra bởi nền văn minh nhân loại vào thế kỷ 19. Điều này có thể dễ dàng giải thích bằng ví dụ về hai nhà khoa học lỗi lạc có liên quan đến việc phát hiện ra bức xạ. Antoine Henri Becquerel phát hiện ra bức xạ ion hóa từ uranium (một nguồn tự nhiên), và Wilhelm Conrad Roentgen phát hiện ra bức xạ ion hóa khi các electron bị giảm tốc, được tăng tốc trong một thiết bị được chế tạo đặc biệt (ống tia X làm nguồn nhân tạo). Chúng ta hãy phân tích theo tỷ lệ phần trăm và tương đương kỹ thuật số liều bức xạ (một đặc tính định lượng về tác động của bức xạ ion hóa lên cơ thể con người) mà một công dân bình thường của Ukraine nhận được trong năm từ các nguồn nhân tạo và tự nhiên khác nhau (Hình 1).

Cơm. 1. Cấu trúc và giá trị trung bình có trọng số của liều bức xạ hiệu quả của dân số Ukraine mỗi năm

Như bạn có thể thấy, chúng ta nhận được phần lớn bức xạ từ các nguồn bức xạ tự nhiên. Nhưng liệu những nguồn tự nhiên này có còn nguyên vẹn như thời kỳ đầu của nền văn minh không? Nếu vậy thì cũng không cần phải lo lắng, vì từ lâu chúng ta đã thích nghi với bức xạ như vậy. Nhưng thật không may, đây không phải là trường hợp. Hoạt động của con người dẫn đến việc các nguồn phóng xạ tự nhiên tập trung và tăng khả năng ảnh hưởng của chúng đối với con người.

Một trong những nơi có khả năng bức xạ ảnh hưởng tới con người tăng cao đó là không gian. Cường độ tiếp xúc với bức xạ phụ thuộc vào độ cao so với mực nước biển. Do đó, các phi hành gia, phi công và hành khách vận chuyển hàng không cũng như người dân sống ở vùng núi sẽ nhận thêm một liều phóng xạ. Chúng ta hãy thử tìm hiểu xem điều này nguy hiểm như thế nào đối với con người và không gian ẩn giấu những bí mật về “bức xạ” nào.

Bức xạ trong không gian: mối nguy hiểm cho các phi hành gia là gì?

Mọi chuyện bắt đầu khi nhà vật lý và vật lý thiên văn người Mỹ James Alfred Van Allen quyết định gắn bộ đếm Geiger-Muller vào vệ tinh đầu tiên được phóng lên quỹ đạo. Các chỉ số của thiết bị này đã chính thức xác nhận sự tồn tại xung quanh khối cầu vành đai bức xạ mạnh. Nhưng nó đến từ đâu trong không gian? Được biết, phóng xạ đã tồn tại trong không gian từ rất lâu, thậm chí trước cả khi Trái đất xuất hiện, do đó, không gian bên ngoài liên tục bị lấp đầy và chứa đầy bức xạ. Sau khi nghiên cứu, các nhà khoa học đi đến kết luận rằng bức xạ trong không gian phát sinh từ mặt trời, trong các vụ nổ hoặc từ các tia vũ trụ phát sinh do các sự kiện năng lượng cao trong các thiên hà của chúng ta và các thiên hà khác.

Người ta phát hiện ra rằng các vành đai bức xạ bắt đầu ở độ cao 800 km so với bề mặt Trái đất và kéo dài tới 24.000 km. Theo phân loại của Liên đoàn Hàng không Quốc tế, một chuyến bay được coi là bay vào vũ trụ nếu độ cao của nó vượt quá 100 km. Theo đó, các phi hành gia là đối tượng dễ bị tổn thương nhất khi phải hứng chịu một lượng lớn bức xạ vũ trụ. Càng bay lên cao ngoài vũ trụ, chúng càng ở gần vành đai bức xạ, do đó, nguy cơ nhận được lượng bức xạ đáng kể càng lớn.
Giám đốc khoa học của chương trình Cơ quan Hàng không và Vũ trụ Quốc gia Hoa Kỳ (NASA) nghiên cứu tác động của bức xạ đối với con người, Francis Cucinotta từng lưu ý rằng hậu quả khó chịu nhất của bức xạ không gian trong các chuyến bay dài ngày của các phi hành gia là sự phát triển của bệnh đục thủy tinh thể, rằng là, thấu kính của mắt bị mờ. Hơn nữa còn có nguy cơ mắc bệnh ung thư. Nhưng Cucinotta cũng lưu ý rằng các phi hành gia không gặp bất kỳ hậu quả cực kỳ thảm khốc nào sau chuyến bay. Ông chỉ nhấn mạnh rằng vẫn còn nhiều điều chưa biết về việc bức xạ vũ trụ ảnh hưởng như thế nào đến các phi hành gia và hậu quả thực sự của tác động này là gì.

Vấn đề bảo vệ phi hành gia khỏi bức xạ trong không gian luôn được ưu tiên hàng đầu. Trở lại những năm 60 của thế kỷ trước, các nhà khoa học đã nhún vai và không biết cách bảo vệ các phi hành gia khỏi bức xạ vũ trụ, đặc biệt là khi cần thiết phải đi ra ngoài vũ trụ. Năm 1966, một phi hành gia Liên Xô cuối cùng đã quyết định đi vào vũ trụ nhưng trong bộ đồ chì rất nặng. Sau đó, tiến bộ công nghệ đã đưa ra các giải pháp nâng cao cho vấn đề này và những bộ quần áo nhẹ hơn và an toàn hơn đã được tạo ra.

Việc khám phá không gian bên ngoài luôn thu hút các nhà khoa học, nhà nghiên cứu và phi hành gia. Bí mật của các hành tinh mới có thể hữu ích cho phát triển hơn nữa loài người trên hành tinh Trái đất, nhưng cũng có thể nguy hiểm. Đó là lý do tại sao sứ mệnh tới sao Hỏa của Curiosity là một vấn đề lớn. Nhưng chúng ta đừng đi chệch khỏi trọng tâm chính của bài viết mà hãy tập trung vào kết quả phơi nhiễm bức xạ được ghi lại bởi thiết bị tương ứng trên tàu rover. Thiết bị này được đặt bên trong tàu vũ trụ, vì vậy số đo của nó cho biết liều lượng thực sự mà một phi hành gia có thể nhận được từ tàu vũ trụ có người lái. Các nhà khoa học xử lý kết quả đo đã báo cáo dữ liệu đáng thất vọng: liều bức xạ tương đương lớn gấp 4 lần liều tối đa cho phép đối với công nhân nhà máy hạt nhân. Ở Ukraine, giới hạn liều bức xạ đối với những người làm việc thường xuyên hoặc tạm thời trực tiếp với các nguồn bức xạ ion hóa 20 mSv.

Khám phá những góc xa nhất của không gian đòi hỏi những nhiệm vụ không thể thực hiện được về mặt kỹ thuật bằng cách sử dụng các nguồn năng lượng truyền thống. Vấn đề này đã được giải quyết thông qua việc sử dụng các nguồn năng lượng hạt nhân, cụ thể là pin đồng vị và lò phản ứng. Những nguồn này là loại duy nhất vì chúng có tiềm năng năng lượng cao, giúp mở rộng đáng kể khả năng của các sứ mệnh ngoài không gian. Ví dụ, các chuyến bay thăm dò tới ranh giới bên ngoài của hệ mặt trời đã trở nên khả thi. Vì thời gian của các chuyến bay như vậy khá dài nên các tấm Tấm năng lượng mặt trời không thích hợp làm nguồn năng lượng cho tàu vũ trụ.

Mặt khác của đồng xu là những rủi ro tiềm ẩn liên quan đến việc sử dụng nguồn phóng xạ trong không gian. Về cơ bản, đây là mối nguy hiểm không lường trước được hoặc tình huống khẩn cấp. Đó là lý do tại sao các quốc gia phóng các vật thể không gian có nguồn năng lượng hạt nhân trên tàu đều nỗ lực hết sức để bảo vệ các cá nhân, quần thể và sinh quyển khỏi các mối nguy hiểm phóng xạ. Những điều kiện như vậy đã được xác định trong các nguyên tắc liên quan đến việc sử dụng các nguồn năng lượng hạt nhân ngoài vũ trụ và được thông qua vào năm 1992 theo nghị quyết của Đại hội đồng Liên hợp quốc (LHQ). Các nguyên tắc tương tự cũng quy định rằng bất kỳ quốc gia nào phóng vật thể không gian có nguồn năng lượng hạt nhân trên tàu phải thông báo kịp thời cho các nước quan tâm nếu vật thể không gian xuất hiện trục trặc và có nguy cơ vật liệu phóng xạ quay trở lại Trái đất.

Ngoài ra, Liên Hợp Quốc cùng với Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế (IAEA) đã xây dựng một khuôn khổ để đảm bảo sử dụng an toàn các nguồn năng lượng hạt nhân ngoài vũ trụ. Chúng nhằm mục đích bổ sung cho các tiêu chuẩn an toàn của IAEA bằng hướng dẫn cấp cao có tính đến các biện pháp an toàn bổ sung cho việc sử dụng nguồn năng lượng hạt nhân trên tài sản không gian trong tất cả các giai đoạn sứ mệnh: phóng, vận hành và ngừng hoạt động.

Tôi có nên sợ bức xạ khi sử dụng vận tải hàng không?

Các tia vũ trụ mang bức xạ tới hầu hết mọi nơi trên hành tinh của chúng ta, nhưng sự lan truyền của bức xạ không tỷ lệ thuận. Từ trường Trái đất làm chệch hướng một lượng đáng kể các hạt tích điện ra khỏi vùng xích đạo, do đó tập trung nhiều bức xạ hơn ở Bắc Cực và Nam Cực. Hơn nữa, như đã lưu ý, bức xạ vũ trụ phụ thuộc vào độ cao. Những người sống ở mực nước biển nhận được khoảng 0,003 mSv mỗi năm từ bức xạ vũ trụ, trong khi những người sống ở mực nước biển 2 km có thể nhận được lượng bức xạ gấp đôi.

Như đã biết, với tốc độ bay đối với máy bay chở khách là 900 km/h, có tính đến tỷ lệ lực cản không khí và lực nâng, độ cao bay tối ưu cho máy bay thường vào khoảng 9-10 km. Vì vậy, khi một chiếc máy bay bay lên độ cao như vậy, mức độ tiếp xúc với bức xạ có thể tăng gần 25 lần so với mức 2 km.

Hành khách trên các chuyến bay xuyên Đại Tây Dương phải chịu lượng bức xạ lớn nhất trên mỗi chuyến bay. Khi bay từ Mỹ đến Châu Âu, một người có thể nhận thêm 0,05 mSv. Thực tế là bầu khí quyển của trái đất có sự bảo vệ thích hợp khỏi bức xạ vũ trụ, nhưng khi một chiếc máy bay được nâng lên cao hơn chiều cao tối ưu sự bảo vệ này biến mất một phần, dẫn đến tiếp xúc nhiều hơn với bức xạ. Đó là lý do tại sao các chuyến bay xuyên đại dương thường xuyên làm tăng nguy cơ cơ thể nhận được lượng phóng xạ tăng lên. Ví dụ, 4 chuyến bay như vậy có thể tiêu tốn của một người một liều 0,4 mSv.

Nếu nói về phi công thì tình hình ở đây có phần khác. Vì chúng thường xuyên bay qua Đại Tây Dương nên liều bức xạ đối với phi công hàng không có thể vượt quá 5 mSv mỗi năm. Theo tiêu chuẩn của Ukraine, khi nhận được liều lượng như vậy, mọi người đã được xếp vào một loại khác - những người không trực tiếp làm việc với các nguồn bức xạ ion hóa, mà do vị trí của nơi làm việc trong khuôn viên và trên các khu công nghiệp của các cơ sở có công nghệ bức xạ-hạt nhân, họ có thể bị phơi nhiễm thêm. Đối với những người như vậy, giới hạn liều bức xạ được quy định là 2 mSv mỗi năm.

Cơ quan Năng lượng Nguyên tử Quốc tế đã thể hiện sự quan tâm đáng kể đến vấn đề này. IAEA đã xây dựng một số tiêu chuẩn an toàn và vấn đề bức xạ của phi hành đoàn phi cơ cũng được phản ánh trong một trong những tài liệu này. Theo khuyến nghị của Cơ quan, cơ quan quản lý quốc gia hoặc cơ quan có thẩm quyền và phù hợp khác có trách nhiệm thiết lập mức liều tham chiếu cho tổ bay. Nếu vượt quá liều lượng này, người sử dụng phi hành đoàn phải thực hiện các biện pháp thích hợp để đánh giá liều lượng và ghi lại. Hơn nữa, họ phải thông báo cho các nữ thành viên phi hành đoàn về mức độ phơi nhiễm liên quan Bức xạ vũ trụ nguy cơ cho phôi thai hoặc thai nhi và nhu cầu thông báo sớm về việc mang thai.

Không gian có thể được coi là nơi xử lý chất thải phóng xạ?

Chúng ta đã thấy rằng bức xạ vũ trụ tuy không gây hậu quả thảm khốc cho nhân loại nhưng có thể làm tăng mức độ bức xạ của con người. Trong khi đánh giá tác động của tia vũ trụ đối với con người, nhiều nhà khoa học cũng đang nghiên cứu khả năng sử dụng không gian vũ trụ cho nhu cầu của nhân loại. Trong bối cảnh bài viết này, ý tưởng chôn chất thải phóng xạ trong không gian trông rất mơ hồ và thú vị.

Thực tế là các nhà khoa học ở các quốc gia sử dụng năng lượng hạt nhân tích cực không ngừng tìm kiếm những nơi chứa chất thải phóng xạ không ngừng tích tụ một cách an toàn. Không gian bên ngoài cũng được một số nhà khoa học coi là địa điểm tiềm ẩn chứa chất thải nguy hại. Ví dụ, các chuyên gia của Cục Thiết kế Bang Yuzhnoye, có trụ sở tại Dnepropetrovsk, cùng với Học viện Du hành vũ trụ Quốc tế đang nghiên cứu các thành phần kỹ thuật để thực hiện ý tưởng chôn chất thải trong không gian sâu.

Một mặt, việc gửi chất thải như vậy vào không gian rất thuận tiện vì nó có thể được thực hiện bất cứ lúc nào và với số lượng không giới hạn, điều này loại bỏ câu hỏi về tương lai của chất thải này trong hệ sinh thái của chúng ta. Hơn nữa, như các chuyên gia lưu ý, những chuyến bay như vậy không đòi hỏi độ chính xác cao. Nhưng mặt khác, phương pháp này cũng có điểm yếu. Vấn đề chính là đảm bảo an toàn cho sinh quyển Trái đất ở tất cả các giai đoạn phóng tên lửa. Khả năng xảy ra tai nạn khi khởi động là khá cao, ước tính khoảng 2-3%. Một vụ cháy hoặc nổ của phương tiện phóng khi phóng, trong khi bay hoặc khi nó rơi có thể gây ra sự phân tán đáng kể chất thải phóng xạ nguy hại. Đó là lý do tại sao khi nghiên cứu phương pháp này, cần chú ý chính đến vấn đề an toàn trong mọi tình huống khẩn cấp.

Olga Makarovskaya, Phó Chủ tịch Cơ quan quản lý hạt nhân nhà nước Ukraine; Dmitry Chumak, kỹ sư trưởng lĩnh vực hỗ trợ thông tin của Phòng Thông tin và Kỹ thuật SSTC NRS, 10/03/2014

https://site/wp-content/uploads/2015/09/diagram11.jpg 450 640 quản trị viên //site/wp-content/uploads/2017/08/Logo_Uatom.pngquản trị viên 2015-09-29 09:58:38 2017-11-06 10:52:43 Bức xạ và không gian: những gì bạn cần biết? (“Bí mật bức xạ” mà không gian bên ngoài che giấu)

Truyện tranh về cách các nhà khoa học khám phá sao Hỏa trong cuộc chiến chống lại bức xạ vũ trụ.

Nó xem xét một số hướng nghiên cứu trong tương lai nhằm bảo vệ các phi hành gia khỏi bức xạ, bao gồm điều trị bằng thuốc, kỹ thuật di truyền và công nghệ ngủ đông. Các tác giả cũng lưu ý rằng bức xạ và lão hóa giết chết cơ thể theo những cách tương tự, và gợi ý rằng các cách để chống lại cái này cũng có thể chống lại cái kia. Một bài viết có khẩu hiệu đấu tranh với tiêu đề: Viva la radioresistance! ("Kháng bức xạ sống lâu!") đã được xuất bản trên tạp chí Oncotarget.

“Sự phục hưng của khám phá không gian có thể sẽ dẫn đến những sứ mệnh đầu tiên của con người tới Sao Hỏa và không gian sâu thẳm. Nhưng để tồn tại trong điều kiện bức xạ vũ trụ gia tăng, con người sẽ phải trở nên có khả năng chống chọi tốt hơn với các yếu tố bên ngoài. Trong bài viết này, chúng tôi đề xuất một phương pháp để nâng cao khả năng chống bức xạ, khả năng chống stress và khả năng chống lão hóa. Trong khi thực hiện chiến lược này, chúng tôi đã tập hợp các nhà khoa học hàng đầu từ Nga, cũng như từ NASA, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu, Trung tâm Bức xạ Canada và hơn 25 trung tâm khác trên khắp thế giới. Trên Trái đất, các công nghệ kháng vô tuyến cũng sẽ hữu ích, đặc biệt nếu “ tác dụng phụ Alexander Zhavoronkov, phó giáo sư tại MIPT, nhận xét: “Sẽ có tuổi thọ khỏe mạnh”.

. " alt="Chúng tôi sẽ đảm bảo rằng bức xạ không ngăn cản loài người chinh phục không gian và xâm chiếm sao Hỏa. Nhờ các nhà khoa học, chúng tôi sẽ bay đến Hành tinh Đỏ và sẽ tổ chức tiệc disco và thịt nướng ở đó . " src="/sites/default/files/images_custom/2018/03/mars7.png">!}

Chúng tôi sẽ đảm bảo rằng bức xạ không ngăn cản loài người chinh phục không gian và xâm chiếm sao Hỏa. Nhờ các nhà khoa học, chúng ta sẽ bay đến Hành tinh Đỏ và tổ chức vũ trường và tiệc nướng ở đó .

Không gian so với con người

“Ở quy mô vũ trụ, hành tinh của chúng ta chỉ là một con tàu nhỏ, được bảo vệ tốt khỏi bức xạ vũ trụ. Từ trường Trái đất làm chệch hướng các hạt tích điện của mặt trời và thiên hà, do đó làm giảm đáng kể mức độ bức xạ trên bề mặt hành tinh. Trong các chuyến bay vào vũ trụ đường dài và xâm chiếm các hành tinh có từ trường rất yếu (ví dụ: Sao Hỏa), sẽ không có sự bảo vệ như vậy, và các phi hành gia cũng như người định cư sẽ liên tục tiếp xúc với các dòng hạt tích điện có năng lượng khổng lồ. Trên thực tế, tương lai vũ trụ của nhân loại phụ thuộc vào cách chúng ta khắc phục vấn đề này”, Andreyan Osipov, trưởng khoa phóng xạ thực nghiệm và y học phóng xạ của Trung tâm sinh lý y tế liên bang mang tên A. I. Burnazyan, giáo sư của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, cho biết. nhân viên Phòng thí nghiệm Phát triển Thuốc tiên tiến tại MIPT.

Con người không có khả năng tự vệ trước những nguy hiểm của không gian: bức xạ mặt trời, tia vũ trụ của thiên hà, từ trường, môi trường phóng xạ của sao Hỏa, vành đai bức xạ của Trái đất, vi trọng lực (không trọng lượng).

Nhân loại đã nghiêm túc đặt mục tiêu xâm chiếm sao Hỏa - ​​SpaceX hứa hẹn sẽ đưa con người đến Hành tinh Đỏ sớm nhất là vào năm 2024, nhưng một số vấn đề quan trọng vẫn chưa được giải quyết. Vì vậy, một trong những mối nguy hiểm chính đối với sức khỏe của các phi hành gia là bức xạ vũ trụ. Bức xạ ion hóa làm hỏng các phân tử sinh học, đặc biệt là DNA, dẫn đến các rối loạn khác nhau: hệ thần kinh, hệ tim mạch và chủ yếu là ung thư. Các nhà khoa học đề xuất hợp lực và sử dụng những tiến bộ mới nhất trong công nghệ sinh học, tăng khả năng kháng xạ của con người để anh ta có thể chinh phục không gian rộng lớn và xâm chiếm các hành tinh khác.

phòng thủ con người

Cơ thể có nhiều cách để tự bảo vệ mình khỏi tổn thương DNA và sửa chữa nó. DNA của chúng ta liên tục tiếp xúc với bức xạ tự nhiên, cũng như các loại oxy phản ứng (ROS), được hình thành trong quá trình hô hấp tế bào bình thường. Nhưng khi DNA được sửa chữa, đặc biệt trong những trường hợp bị hư hỏng nặng, lỗi có thể xảy ra. Sự tích tụ tổn thương DNA được coi là một trong những nguyên nhân chính gây ra lão hóa, vì vậy bức xạ và lão hóa đều là kẻ thù tương tự của nhân loại. Tuy nhiên, tế bào có thể thích ứng với bức xạ. Người ta đã chứng minh rằng một lượng nhỏ bức xạ không những không gây hại mà còn chuẩn bị cho tế bào đối mặt với liều lượng cao hơn. Hiện nay, các tiêu chuẩn bảo vệ bức xạ quốc tế chưa tính đến điều này. Nghiên cứu gần đây cho thấy rằng có một ngưỡng bức xạ nhất định, dưới ngưỡng đó áp dụng nguyên tắc “khó luyện, dễ chiến đấu”. Các tác giả bài viết cho rằng cần phải nghiên cứu các cơ chế thích ứng vô tuyến để đưa chúng vào sử dụng.

Các cách để tăng khả năng kháng xạ: 1) liệu pháp gen, kỹ thuật di truyền đa gen, tiến hóa thực nghiệm; 2) ngân hàng sinh học, công nghệ tái tạo, kỹ thuật mô và cơ quan, tái tạo tế bào cảm ứng, liệu pháp tế bào; 3) chất bảo vệ phóng xạ, chất bảo vệ lão hóa, chất chống oxy hóa; 4) ngủ đông; 5) các thành phần hữu cơ đã khử màu; 6) lựa chọn y tế cho người kháng tia xạ.

Trưởng Phòng thí nghiệm Di truyền Tuổi thọ và Lão hóa tại MIPT, Thành viên tương ứng của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, Tiến sĩ Sinh học Alexey Moskalev giải thích: “Các nghiên cứu dài hạn của chúng tôi về tác động của bức xạ ion hóa liều thấp đến tuổi thọ của động vật mô hình đã chỉ ra rằng những tác động gây tổn hại nhỏ có thể kích thích chính chúng”. hệ thống bảo vệ tế bào và cơ thể (sửa chữa DNA, protein sốc nhiệt, loại bỏ các tế bào không thể sống sót, miễn dịch bẩm sinh). Tuy nhiên, trong không gian, con người sẽ gặp phải phạm vi liều phóng xạ lớn hơn và nguy hiểm hơn. Chúng tôi đã tích lũy được một cơ sở dữ liệu lớn về các chất bảo vệ geroprotector. Kiến thức thu được cho thấy nhiều loại trong số chúng hoạt động theo cơ chế kích hoạt khả năng dự trữ và tăng khả năng chống chịu căng thẳng. Có khả năng sự kích thích như vậy sẽ giúp ích cho những người định cư ngoài vũ trụ trong tương lai.”

Kỹ thuật phi hành gia

Hơn nữa, khả năng kháng bức xạ ở mỗi người là khác nhau: một số có khả năng chống bức xạ cao hơn, số khác thì ít hơn. Việc lựa chọn y tế các cá thể kháng tia xạ bao gồm việc lấy mẫu tế bào từ các ứng cử viên tiềm năng và phân tích toàn diện khả năng thích ứng với bức xạ của các tế bào này. Những người có khả năng chống bức xạ tốt nhất sẽ bay vào vũ trụ. Ngoài ra, có thể tiến hành các nghiên cứu trên toàn bộ bộ gen của những người sống ở khu vực có cấp độ cao bức xạ nền hoặc những người tiếp xúc với nó trong nghề nghiệp. Sự khác biệt về gen ở những người ít mắc bệnh ung thư và các bệnh liên quan đến bức xạ khác trong tương lai có thể được phân lập và “truyền” vào các phi hành gia bằng cách sử dụng phương pháp hiện đại kỹ thuật di truyền như chỉnh sửa gen.

Có một số lựa chọn về gen cần được đưa vào để tăng khả năng kháng tia xạ. Đầu tiên, các gen chống oxy hóa sẽ giúp bảo vệ tế bào khỏi các loại oxy phản ứng do bức xạ tạo ra. Một số nhóm thử nghiệm đã thử thành công trong việc giảm độ nhạy cảm với bức xạ bằng cách sử dụng các gen chuyển như vậy. Tuy nhiên, phương pháp này sẽ không giúp bạn tránh tiếp xúc trực tiếp với bức xạ mà chỉ tránh tiếp xúc gián tiếp.

Bạn có thể giới thiệu gen cho các protein chịu trách nhiệm sửa chữa DNA. Những thí nghiệm như vậy đã được thực hiện - một số gen thực sự có ích và một số dẫn đến sự mất ổn định về gen ngày càng tăng, vì vậy lĩnh vực này đang chờ nghiên cứu mới.

Một phương pháp hứa hẹn hơn là sử dụng các gen chuyển bảo vệ phóng xạ. Nhiều sinh vật (chẳng hạn như tardigrades) có bằng cấp cao kháng bức xạ, và nếu chúng ta tìm ra gen và cơ chế phân tử nào đằng sau nó, chúng có thể được chuyển sang người bằng liệu pháp gen. Để tiêu diệt 50% gấu nước, bạn cần liều phóng xạ lớn hơn 1000 lần mức gây chết người. Gần đây, một loại protein được phát hiện được cho là một trong những yếu tố tạo nên sức bền như vậy - cái gọi là chất ức chế sát thương Dsup. Trong một thí nghiệm với dòng tế bào của con người, hóa ra việc đưa gen Dsup làm giảm 40% thiệt hại. Điều này làm cho gen này trở thành một ứng cử viên đầy hứa hẹn trong việc bảo vệ con người khỏi bức xạ.

Bộ sơ cứu của máy bay chiến đấu

Các loại thuốc làm tăng khả năng chống bức xạ của cơ thể được gọi là "chất bảo vệ bức xạ". Cho đến nay, chỉ có một chất bảo vệ phóng xạ được FDA chấp thuận. Nhưng các con đường truyền tín hiệu chính trong tế bào tham gia vào quá trình bệnh lý tuổi già cũng liên quan đến phản ứng với bức xạ. Dựa trên điều này, chất bảo vệ geroprotector - loại thuốc làm giảm tốc độ lão hóa và kéo dài tuổi thọ - cũng có thể đóng vai trò là chất bảo vệ phóng xạ. Theo cơ sở dữ liệu Geroprotectors.org và DrugAge, có hơn 400 chất bảo vệ geroprotector tiềm năng. Các tác giả tin rằng sẽ hữu ích khi xem xét các loại thuốc hiện có về đặc tính chống lão hóa và bảo vệ phóng xạ.

Vì bức xạ ion hóa cũng hoạt động thông qua các loại oxy phản ứng, chất hấp thụ oxy hóa khử, hay nói đơn giản hơn là các chất chống oxy hóa như glutathione, NAD và tiền chất NMN của nó, có thể giúp đối phó với bức xạ. Loại thứ hai dường như đóng một vai trò quan trọng trong phản ứng với tổn thương DNA và do đó rất được quan tâm từ quan điểm bảo vệ chống lại bức xạ và lão hóa.

Tăng cường trong trạng thái ngủ đông

Ngay sau khi phóng những chuyến bay vào vũ trụ đầu tiên, nhà thiết kế hàng đầu của chương trình không gian của Liên Xô, Sergei Korolev, đã bắt đầu phát triển một dự án đầy tham vọng về chuyến bay có người lái tới Sao Hỏa. Ý tưởng của anh ấy là đưa phi hành đoàn vào trạng thái ngủ đông (tiếng Anh hibernation - “ ngủ đông") trong chuyến du hành vũ trụ dài ngày. Trong thời gian ngủ đông, mọi quá trình trong cơ thể đều chậm lại. Các thí nghiệm với động vật cho thấy ở trạng thái này, khả năng chống lại các yếu tố khắc nghiệt tăng lên: nhiệt độ thấp hơn, liều phóng xạ gây chết người, tình trạng quá tải, v.v. Ở Liên Xô, dự án Sao Hỏa đã bị đóng cửa sau cái chết của Sergei Korolev. Và hiện tại, Cơ quan Vũ trụ Châu Âu đang nghiên cứu dự án Aurora cho các chuyến bay tới Sao Hỏa và Mặt Trăng, nơi đang xem xét phương án cho các phi hành gia ngủ đông. ESA tin rằng chế độ ngủ đông sẽ mang lại sự an toàn cao hơn trong các chuyến bay tự động kéo dài. Nếu chúng ta nói về việc xâm chiếm không gian trong tương lai, thì việc vận chuyển và bảo vệ khỏi bức xạ một ngân hàng tế bào mầm được bảo quản lạnh sẽ dễ dàng hơn là một quần thể những người “sẵn sàng”. Nhưng điều này rõ ràng sẽ không xảy ra trong tương lai gần, và có lẽ đến lúc đó các phương pháp bảo vệ sóng vô tuyến sẽ được phát triển đủ để con người không còn sợ hãi không gian.

Pháo binh hạng nặng

Tất cả hợp chất hữu cơ chứa liên kết cacbon-hydro (C-H). Tuy nhiên, có thể tổng hợp các hợp chất chứa deuterium thay vì hydro, một chất tương tự nặng hơn của hydro. Do khối lượng lớn hơn nên liên kết với deuterium khó bị phá vỡ hơn. Tuy nhiên, cơ thể được thiết kế để hoạt động với hydro, vì vậy nếu thay thế quá nhiều hydro bằng deuterium có thể dẫn đến hậu quả xấu. Ở nhiều sinh vật khác nhau, người ta đã chứng minh rằng việc bổ sung nước khử chất xơ làm tăng tuổi thọ và có tác dụng chống ung thư, nhưng hơn 20% nước khử chất xơ trong chế độ ăn bắt đầu có tác dụng độc hại. Các tác giả của bài báo tin rằng nên tiến hành các thử nghiệm tiền lâm sàng và tìm kiếm ngưỡng an toàn.

Một giải pháp thay thế thú vị là thay thế không phải hydro mà là carbon bằng một chất tương tự nặng hơn. 13 C chỉ nặng hơn 12 C 8%, trong khi deuterium nặng hơn hydro 100% - những thay đổi như vậy sẽ ít nghiêm trọng hơn đối với cơ thể. Tuy nhiên, phương pháp này sẽ không bảo vệ khỏi sự vỡ N-H và giao tiếp O-H, giữ các base DNA lại với nhau. Ngoài ra, việc sản xuất 13 C hiện nay rất tốn kém. Tuy nhiên, nếu chi phí sản xuất có thể giảm xuống, việc thay thế carbon có thể được thực hiện bảo vệ bổ sung con người khỏi bức xạ vũ trụ.

“Vấn đề an toàn bức xạ của những người tham gia sứ mệnh không gian thuộc loại vấn đề rất phức tạp không thể giải quyết được trong khuôn khổ một trung tâm khoa học hoặc thậm chí cả một quốc gia. Chính vì lý do này mà chúng tôi quyết định tập hợp các chuyên gia từ các trung tâm hàng đầu ở Nga và trên thế giới để học hỏi và củng cố tầm nhìn của họ về cách giải quyết vấn đề này. Đặc biệt, trong số các tác giả người Nga của bài báo có các nhà khoa học thuộc FMBC được đặt tên theo. A.I. Burnazyan, Viện các vấn đề y sinh của Viện Hàn lâm Khoa học Nga, MIPT và các tổ chức nổi tiếng thế giới khác. Trong quá trình thực hiện dự án, nhiều người tham gia đã gặp nhau lần đầu tiên và hiện có kế hoạch tiếp tục nghiên cứu chung mà họ đã bắt đầu,” điều phối viên dự án Ivan Ozerov, nhà sinh học phóng xạ, người đứng đầu nhóm phân tích đường dẫn tín hiệu tế bào kết luận tại công ty khởi nghiệp Skolkovo Insilico.

Nhà thiết kế Elena Khavina, dịch vụ báo chí MIPT

lượt xem