Автор Тема: Выше 24 000 км над Землей радиация убивает все живое  (Прочитано 27055 раз)

0 Пользователей и 2 Гостей просматривают эту тему.

Оффлайн Gestalt Perception

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 518
  • Пол: Мужской
Выше 24 000 км над Землей радиация убивает все живое

Как уже говорилось, едва американцы начали свою космическую программу, их ученый Джеймс Ван Аллен совершил достаточно важное открытие. Первый американский искусственный спутник, запущенный ими на орбиту, был куда меньше советского, но Ван Аллен додумался прикрепить к нему счетчик Гейгера. Таким образом, была официально подтверждена высказанная еще в конце ХIХ в. выдающимся ученым Николой Теслой гипотеза о том, что Землю окружает пояс интенсивной радиации.



Фотография Земли астронавта Уильяма Андерса
во время миссии «Аполлон-8» (архив НАСА)


Тесла, однако, считался большим чудаком, а академической наукой – даже сумасшедшим, поэтому его гипотезы о генерируемом Солнцем гигантском электрическом заряде давно лежали под сукном, а термин «солнечный ветер» не вызывал ничего, кроме улыбок. Но благодаря Ван Аллену теории Теслы были реанимированы. С подачи Ван Аллена и ряда других исследователей было установлено, что радиационные пояса в космосе начинаются у отметки 800 км над поверхностью Земли и простираются до 24 000 км. Поскольку уровень радиации там более или менее постоянен, входящая радиация должна приблизительно равняться исходящей. В противном случае она либо накапливалась бы до тех пор, пока не «запекла» Землю, как в духовке, либо иссякла. По этому поводу Ван Аллен писал: «Радиационные пояса можно сравнить с протекающим сосудом, который постоянно пополняется от Солнца и протекает в атмосферу. Большая порция солнечных частиц переполняет сосуд и выплескивается, особенно в полярных зонах, приводя к полярным сияниям, магнитным бурям и прочим подобным явлениям».

Радиация поясов Ван Аллена зависит от солнечного ветра. Кроме того, они, по-видимому, фокусируют или концентрируют в себе эту радиацию. Но поскольку концентрировать в себе они могут только то, что пришло напрямую от Солнца, то открытым остается еще один вопрос: сколько радиации в остальной части космоса?



Орбиты атмосферных частиц в экзосфере (dic.academic.ru)


У Луны нет поясов Ван Аллена. У нее также нет защитной атмосферы. Она открыта всем солнечным ветрам. Если бы во время лунной экспедиции произошла сильная солнечная вспышка, то колоссальный поток радиации испепелил бы и капсулы, и астронавтов на той части поверхности Луны, где они проводили свой день. Эта радиация не просто опасна – она смертельна!

В 1963 году советские ученые заявили известному британскому астроному Бернарду Ловеллу, что они не знают способа защитить космонавтов от смертельного воздействия космической радиации. Это означало, что даже намного более толстостенные металлические оболочки российских аппаратов не могли справиться с радиацией. Каким же образом тончайший (почти как фольга) металл, используемый в американских капсулах, мог защитить астронавтов? НАСА знало, что это невозможно. Космические обезьяны погибли менее чем через 10 дней после возвращения, но НАСА так и не сообщило нам об истинной причине их гибели.



Обезьяна-астронавт (архив РГАНТ)


Большинство людей, даже сведущих в космосе, и не подозревают о существовании пронизывающей его просторы смертельной радиации. Как ни странно (а может быть, как раз по причинам, о которых можно догадаться), в американской «Иллюстрированной энциклопедии космической технологии» словосочетание «космическая радиация» не встречается ни разу. Да и вообще эту тему американские исследователи (особенно связанные с НАСА) обходят за версту.

Между тем Ловелл после беседы с русскими коллегами, которые отлично знали о космической радиации, отправил имевшуюся у него информацию администратору НАСА Хью Драйдену, но тот проигнорировал ее.

Один из якобы посетивших Луну астронавтов Коллинз в своей книге упоминал о космической радиации только дважды:

«По крайней мере, Луна была далеко за пределами земных поясов Ван Аллена, что предвещало хорошую дозу радиации для тех, кто побывал там, и смертельную – для тех, кто задержался».

«Таким образом, радиационные пояса Ван Аллена, окружающие Землю, и возможность солнечных вспышек требуют понимания и подготовки, чтобы не подвергать экипаж повышенным дозам радиации».

Так что же означает «понимание и подготовка»? Означает ли это, что за пределами поясов Ван Аллена остальной космос свободен от радиации? Или у НАСА была секретная стратегия укрытия от солнечных вспышек после принятия окончательного решения об экспедиции?

НАСА утверждало, что просто может предсказывать солнечные вспышки, и поэтому отправляло на Луну астронавтов тогда, когда вспышек не ожидалось, и радиационная опасность для них была минимальна.



Пока Армстронг и Олдрин выполняли работу в открытом космосе
на поверхности Луны, Майкл Коллинз оставался на орбите (архив НАСА)


Впрочем, другие специалисты утверждают: «Возможно предсказать только приблизительную дату будущих максимальных излучений и их плотность».

Советский космонавт Леонов все же вышел в 1966 году в открытый космос – правда, в сверхтяжелом свинцовом костюме. Но спустя всего лишь три года американские астронавты прыгали на поверхности Луны, причем отнюдь не в сверхтяжелых скафандрах, а скорее совсем наоборот! Может, за эти годы специалисты из НАСА сумели найти какой-то сверхлегкий материал, надежно защищающий от радиации?

Однако исследователи вдруг выясняют, что по крайней мере «Аполлон-10», «Аполлон-11» и «Аполлон-12» отправились в путь именно в те периоды, когда количество солнечных пятен и соответствующая солнечная активность приближались к максимуму. Общепринятый теоретический максимум 20-го солнечного цикла длился с декабря 1968 по декабрь 1969 гг. В этот период миссии «Аполлон-8», «Аполлон-9», «Аполлон-10», «Аполлон-11» и «Аполлон-12» предположительно вышли за пределы зоны защиты поясов Ван Аллена и вошли в окололунное пространство.

Дальнейшее изучение ежемесячных графиков показало, что единичные солнечные вспышки – явление случайное, происходящее спонтанно на протяжении 11-летнего цикла. Бывает и так, что в «низкий» период цикла случается большое количество вспышек за короткий промежуток времени, а во время «высокого» периода – совсем незначительное количество. Но важно именно то, что очень сильные вспышки могут иметь место в любое время цикла.

В эпоху «Аполлонов» американские астронавты провели в космосе в общей сложности почти 90 дней. Поскольку радиация от непредсказуемых солнечных вспышек долетает до Земли или Луны менее чем за 15 минут, защититься от нее можно было бы только с помощью свинцовых контейнеров. Но если мощности ракеты хватило, чтобы поднять такой лишний вес, то почему надо было выходить в космос в тонюсеньких капсулах (буквально в 0,1 мм алюминия) при давлении в 0,34 атмосфер?

Это притом, что даже тонкий слой защитного покрытия, именуемого «майларом», по утверждениям экипажа «Аполлон-11», оказался столь тяжек, что его пришлось срочно стирать с лунного модуля!

Похоже, в лунные экспедиции НАСА отбирало особенных парней, правда, с поправкой на обстоятельства, отлитых не из стали, а из свинца. Американский исследователь проблемы Ральф Рене не поленился рассчитать, как часто каждая из якобы состоявшихся лунных экспедиций должна была попасть под солнечную активность.


Между прочим, один из авторитетных сотрудников НАСА (заслуженный физик, кстати) Билл Модлин в своей работе «Перспективы межзвездных путешествий» откровенно сообщал: «Солнечные вспышки могут выбрасывать ГэВ протоны в том же энергетическом диапазоне, что и большинство космических частиц, но гораздо более интенсивные. Увеличение их энергии при усиленной радиации представляет особую опасность, поскольку ГэВ протоны проникают сквозь несколько метров материала… Солнечные (или звездные) вспышки с выбросом протонов – это периодически возникающая очень серьезная опасность в межпланетном пространстве, которая обеспечивает дозу радиации в сотни тысяч рентген за несколько часов на расстоянии от Солнца до Земли. Такая доза является смертельной и в миллионы раз превышает допустимую. Смерть может наступить уже после 500 рентген за короткий промежуток времени».

Да, бравые американские парни потом должны были сиять похлеще четвертого чернобыльского энергоблока. «Космические частицы опасны, они исходят со всех сторон и требуют как минимум двух метров плотного экрана вокруг любых живых организмов». А ведь космические капсулы, которые по сей день демонстрирует НАСА, имели чуть более 4 м в диаметре. При толщине стен, рекомендуемой Модлиным, астронавты, даже без всякого оборудования, в них бы не влезли, уж не говоря о том, что и не хватило бы топлива для того, чтобы такие капсулы поднять. Но, очевидно, ни руководство НАСА, ни посланные им на Луну астронавты книжек своего коллеги не читали и, находясь в блаженном неведении, преодолели все тернии по дороге к звездам.



Майл Айленд АЭС 28 марта 1979 года (AFP/Getty Images)


Впрочем, может быть, НАСА и впрямь разработало для них некие сверхнадежные скафандры, используя (понятно, очень засекреченный) сверхлегкий материал, защищающий от радиации? Но почему же его так больше нигде и не использовали, как говорится, в мирных целях? Ну ладно, с Чернобылем СССР они не захотели помогать: все-таки перестройка еще не началась. Но ведь, к примеру, в 1979 году в тех же США на АЭС «Тримайл-Айленд» произошла крупная авария реакторного блока, которая привела к расплавлению активной зоны реактора. Так что же американские ликвидаторы не использовали космические скафандры по столь разрекламированной технологии НАСА стоимостью ни много ни мало в $7 млн, чтобы ликвидировать эту атомную мину замедленного действия на своей территории?

Источник: http://www.km.ru/front-projects/amerikanzi-nikogda-ne-letali-na-lunu/vyshe-24-000-km-nad-zemlei-radiatsiya-ubivaet-vse-zhivoe
"Человек стремится к знанию, и как только в нем угасает жажда знания, он перестает быть человеком." (Фритьоф Нансен. Исследователь)

Оффлайн Gestalt Perception

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 518
  • Пол: Мужской
Curiosity рассказал о радиации в космосе

31 мая 2013 в 09:49

Curiosity имеет на борту прибор RAD для определения интенсивности радиоактивного облучения. В ходе своего полета к Марсу Curiosity производил замеры радиационного фона, а сегодня об этих результатах рассказали ученые, которые работают с NASA. Поскольку марсоход летел в капсуле, а датчик радиации располагался внутри, то эти замеры практически соответствуют тому радиационному фону, который будет присутствовать в пилотируемом космическом корабле.



Результат не вдохновляет — эквивалентная доза поглощенного радиационного облучения в 2 раза превосходит дозу МКС. И в четыре — ту, которая считается предельно допустимой для АЭС.



То есть шестимесячный полет к Марсу примерно равносилен 1 году проведенному на околоземной орбите или двум на атомной электростанции. Учитывая, что общая длительность экспедиции должна составить около 500 суток, перспектива открывается не оптимистичная.

Для человека накопленная радиация в 1 Зиверт повышает риск раковых заболеваний на 5%. NASA позволяет своим астронавтам за свою карьеру, набирать не более 3% риска или 0,6 Зиверта. С учетом того, что на МКС ежедневная доза составляет до 1 мЗв, то предельный срок пребывания астронавтов на орбите ограничивается примерно 600 сутками за всю карьеру.

На самом Марсе радиация должна быть примерно в два раза ниже чем в космосе, из-за атмосферы и пылевой взвеси в ней т.е. соответствовать уровню МКС, но точных показателей еще не публиковали. Интересны будут показатели RAD в дни пылевых бурь — узнаем насколько марсианская пыль является хорошим радиационным экраном.

Сейчас рекорд пребывания на околоземной орбите принадлежит 55-летнему Сергею Крикалеву — на его счету 803 суток. Но он набрал их с перерывами — всего он совершил 6 полетов с 1988 по 2005 год.



Прибор RAD состоит из трех кремниевых твердотельных пластин, выступающих в качестве детектора. Дополнительно он имеет кристалл йодида цезия, который используется в качестве сцинтилятора. RAD установлен так, чтобы во время посадки смотреть в зенит и захватывать поле в 65 градусов.



Фактически это радиационный телескоп, который фиксирует ионизирующие излучения и заряженные частицы в широком диапазоне.



Радиация в космосе возникает в основном из двух источников: от Солнца — во время вспышек и коронарных выбросов, и от космических лучей, которые возникают во время взрывов сверхновых или других высокоэнергетических событий в нашей и других галактиках.



На иллюстрации: взаимодействие солнечного «ветра» и магнитосферы Земли.

Космические лучи составляют основную долю радиации в межпланетном путешествии. На них приходится доля излучения в 1,8 мЗв в сутки. Лишь три процента облучения накоплено Curiosity от Солнца. Это связано еще и с тем, что полет проходил в сравнительно спокойное время. Вспышки повышают суммарную дозу, и она приближается к 2 мЗв в сутки.



Пики приходятся на солнечные вспышки.

Нынешние технические средства более эффективны против солнечной радиации, которая имеет невысокую энергию. Например, можно оборудовать защитную капсулу, где космонавты смогут скрываться во время солнечных вспышек. Однако, от межзвездных космических лучей не защитят даже 30 см алюминиевые стены. Свинцовые, вероятно, помогли бы лучше, но это значительно повысит массу корабля, а значит затраты на его выведение и разгон.

Наиболее эффективным средством минимизации облучения должны стать новые типы двигателей, которые существенно сократят время полета до Марса и обратно. NASA сейчас работает над солнечным электрореактивным двигателем и ядерным тепловым. Первый может в теории разогнаться до 20 раз быстрее современных химических двигателей, но разгон будет очень долгим из-за малой тяги. Аппарат с таким двигателем предполагается направить для буксировки астероида, который NASA хочет захватить и перевести на окололунную орбиту для последующего посещения астронавтами.



Наиболее перспективные и обнадеживающие разработки по электрореактивным двигателям ведутся по проекту VASIMR. Но для путешествия к Марсу солнечных панелей будет недостаточно — понадобится реактор.

Ядерный тепловой двигатель развивает удельный импульс примерно втрое выше современных типов ракет. Суть его проста: реактор нагревает рабочий газ (предполагается водород) до высоких температур без использования окислителя, который требуется химическим ракетам. При этом предел температуры нагрева определяется только материалом из которого изготовлен сам двигатель.



Но такая простота вызывает и сложности — тягой очень сложно управлять. NASA пытается решить эту проблему, но не считает разработку ЯРД приоритетной работой.

Применение ядерного реактора еще перспективно тем, что часть энергии можно было бы пустить на генерацию электромагнитного поля, которое бы дополнительно защищало пилотов и от космической радиации, и от излучения собственного реактора. Эта же технология сделала бы рентабельной добычу воды на Луне или астероидах, то есть дополнительно стимулировала коммерческое применение космоса.
Хотя сейчас это не более чем теоретические рассуждения, не исключено, что именно такая схема станет ключом к новому уровню освоения Солнечной системы.



Источник: http://geektimes.ru/post/181608/
"Человек стремится к знанию, и как только в нем угасает жажда знания, он перестает быть человеком." (Фритьоф Нансен. Исследователь)

Оффлайн Gestalt Perception

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 518
  • Пол: Мужской
Защита экипажей от ионизирующей радиации

Е.Е. КОВАЛЕВ,
доктор технических наук

1978 г.

В процессе длительного полета космонавтов Ю.В. Романенко и Г.М. Гречко на станции «Салют-6» был выполнен широкий круг важных научно-технических исследований и экспериментов. Ряд из них позволяет принципиально по-новому решить сложные проблемы обеспечения безопасности и жизнедеятельности космонавтов в космическом пространстве. И важнейшей из них с этой точки зрения была успешная стыковка со станцией одновременно двух пилотируемых кораблей, проведенная дважды.
С вводом в эксплуатацию космического транспортного грузового корабля «Прогресс» практически была решена проблема транспортно-грузовых операций на трассе Земля—орбита, необходимых для обеспечения возрастающей длительности полетов человека на орбитальных станциях.

Все это говорит о том, что современный этап развития космонавтики характеризуется значительным расширением и усложнением деятельности человека в космосе, увеличением количества одновременно работающих космонавтов и т. п. В связи с этим необходимо своевременно разрешить все вопросы, связанные с безопасностью космических полетов человека.

Определенную опасность для здоровья и жизни человека в космическом полете представляет космическая радиация. Поэтому анализ источников радиационной опасности в космосе весьма существен при обеспечении защиты экипажа космического корабля от ионизирующей радиации. Каковы же эти источники?
Открытие космической радиации относится к началу нашего века и явилось побочным результатом исследований ионизации воздуха, обусловленной радиоактивными излучениями пород Земли. Изучая зависимость ионизации воздуха от высоты над поверхностью Земли, исследователи обнаружили, что лишь на небольших высотах ионизация падает с увеличением высоты. В экспериментах на шарах-зондах (1911—1912 гг.) было показано, что, начиная с некоторой высоты, ионизация вновь возрастает и на высоте 1500 м достигает наземного уровня. В связи с этим было высказано предположение, что ионизация обусловлена действием радиации, проникающей в атмосферу Земли из космического пространства.
По современным представлениям различают три вида космической радиации: галактические космические лучи, солнечные космические лучи и радиационный пояс Земли. Галактические космические лучи (ГКЛ) — наиболее высокоэнергетичная составляющая корпускулярного потока в межпланетном пространстве — представляет собой ускоренные до высокой энергии ядра химических элементов, среди которых преобладают ядра водорода, гелия и других легких элементов. ГКЛ по своей проникающей способности превосходят все другие виды радиации, кроме нейтрино. Для полного поглощения ГКЛ потребовался бы свинцовый экран толщиной около 15 м.

Энергия частиц ГКЛ составляет в среднем около 10 млрд. эВ, энергия отдельных частиц может достигать 1020 эВ и выше. Химический состав ГКЛ несколько отличается от состава элементов земной коры, метеоритов, а также состава атмосферы Солнца и некоторых звезд. По мере увеличения расстояния от Солнца поток ГКЛ возрастает. Это обусловлено тем, что магнитные поля в Солнечной системе препятствуют проникновению заряженных частиц ГКЛ во внутренние области Солнечной системы, в частности в окрестности Земли.

Значительная часть ГКЛ, приходящих в окрестности Земли, отклоняется ее магнитным полем и поглощается в атмосфере, толщина которой эквивалентна 10 м воды. Взаимодействуя с ядрами атомов атмосферы, ГКЛ образуют так называемые вторичные космические лучи (КЛ)? в состав которых входят протоны, мезоны, электроны, нейтроны и т. д. Общий поток ГКЛ и образованных ими КЛ на уровне моря в средних широтах сравнительно невелик, так что эквивалентная доза облучения ГКЛ составляет около 30—40 мбэр в год и не представляет какой-либо опасности для здоровья людей. Однако в межпланетном пространстве за пределами защитных слоев атмосферы Земли и вне зоны геомагнитного поля доза облучения ГКЛ значительно возрастает и достигает 150—300 мбэр в сутки, или около 50—100 бэр в год, что создает определенную опасность для космонавтов, особенно при длительных космических полетах к другим планетам Солнечной системы. В связи с этим конструкторы будущих космических кораблей должны предусматривать специальную защиту для экипажей этих кораблей.

Солнечные космические лучи (СКЛ) составляют высокоэнергетичную часть корпускулярного излучения Солнца и возникают при так называемых хромосферных вспышках на Солнце, представляющих собой гигантские взрывы на его поверхности, сопровождаемые выбросом части солнечного вещества, оптическими явлениями, магнитными бурями и т.д. В период интенсивных солнечных вспышек плотность потока СКЛ может в тысячи раз превысить обычный уровень плотности потока ГКЛ. Впервые событие такого рода было зарегистрировано в 1942 г. Наиболее мощный поток СКЛ был зарегистрирован во время вспышки 23 февраля 1956 г., когда плотность потока КЛ на поверхности Земли увеличилась в несколько раз, в районе Москвы, например, — в 4 раза.

СКЛ состоит из протонов, в меньшей степени из ядер гелия (альфа-частиц) и более тяжелых ядер. Относительное содержание различных компонент в составе СКЛ в общем характерно для атмосферы Солнца. Скорость выброшенных частиц такова, что в ряде случаев СКЛ достигают окрестностей Земли приблизительно через 1 ч после того, как на Солнце прошла основная стадия мощной хромосферной вспышки.

Наибольшую радиационную опасность для человека в условиях космического полета представляют протоны СКЛ, свободно проникающие через оболочку обычных отсеков современных космических кораблей. Предполагается, что энергия таких протонов равна примерно 100 МэВ. За последние два одиннадцатилетних цикла солнечной активности наблюдали более ста вспышек СКЛ, в которых присутствовали протоны с энергией около 100 МэВ или более.

Для некоторых солнечных вспышек эквивалентная доза облучения СКЛ составляет сотни, а для многих — десятки бэр за вспышку. Если при полете за пределами магнитосферы Земли космонавт будет находиться во время солнечной протонной вспышки вне космического корабля, то доза облучения, обусловленная этим источником радиации, может во многих случаях превысить смертельную. Конструкция же отсеков пилотируемого космического корабля несколько ослабляет поток СКЛ. Однако в обычных отсеках космического корабля (бытовых, рабочих и лабораторных) это ослабление невелико, и СКЛ могут представлять серьезную опасность для здоровья космонавтов.

По этой причине в одном из наиболее защищенных отсеков (обычно в спускаемом аппарате, имеющем значительную толщину тепловой защиты, предохраняющей экипаж от перегрева при возвращении на Землю) необходимо расположить оборудование так, чтобы данный отсек можно было использовать в качестве радиационного убежища. Например, при орбитальных полетах в зоне экранирующего действия магнитосферы Земли спускаемый аппарат космического корабля «Союз» оказывается достаточно надежным радиационным убежищем. Таким образом, необходимо применять специальные меры по обеспечению радиационной безопасности космонавтов при длительных космических полетах, включая создание радиационного убежища для укрытия космонавтов во время мощных солнечных вспышек, постоянное функционирование службы прогноза и контроля ухудшения радиационной обстановки и т.п.

Радиационный пояс Земли (РПЗ) — это потоки заряженных частиц (протонов и электронов), захваченных геомагнитным полем и образующих области повышенной радиации. РПЗ оказывается основным постоянным источником радиационной опасности при полетах в околоземном пространстве.

Рассматривают две области РПЗ: внутреннюю и внешнюю. Энергия протонов, составляющих внутреннюю область РПЗ, достигает нескольких сот мегаэлектронвольт. Эта область простирается на расстояние от нескольких сот до нескольких тысяч километров от поверхности Земли. В районе 35° ю.ш. и 325° в.д. РПЗ опускается до значительно меньшей высоты, образуя так называемую Южно-Атлантическую аномалию. Потоки протонов РПЗ в области аномалии составляют основной источник радиационной опасности при космических полетах по орбитам, расположенным ниже РПЗ.

В центральной зоне внутренней области РПЗ, находящейся на расстоянии 2000—3000 км от поверхности Земли, мощность эквивалентной дозы облучения протонами РПЗ достигает нескольких сот бэр в сутки, так что радиационная опасность в этой области пространства исключительно большая. Полет пилотируемых космических кораблей в центральной зоне внутренней области РПЗ невозможен без специальной защиты космонавтов. Вместе с тем кратковременное пересечение РПЗ вполне допустимо, особенно если трасса полета не проходит через его центральную зону или если экипаж в момент пересечения пояса находится в более защищенном отсеке.

При уменьшении высоты круговой орбиты над поверхностью Земли до 400—500 км радиационная опасность резко уменьшается и соответственно увеличивается допустимая продолжительность полетов пилотируемых космических кораблей без специальной защиты.

Пространственное распределение электронов РПЗ характеризуется двумя четко выраженными максимумами, первый из которых находится во внутренней области пояса на расстоянии около 3000 км, а второй — во внешней области пояса на расстоянии около 22 000 км от поверхности Земли. Вблизи первого максимума мощность эквивалентной дозы облучения достигает десятков и даже сотен тысяч бэр в сутки, так что радиационная опасность от электронов РПЗ в этой области околоземного пространства исключительно высока. Вблизи второго максимума мощность эквивалентной дозы облучения примерно на порядок ниже и составляет около 104 бэр в сутки.

Высокие значения мощности эквивалентной дозы облучения электронами РПЗ (без специальной защиты обитаемых отсеков космических кораблей) характерны для значительной части околоземного пространства. Это необходимо учитывать как при планировании выхода космонавтов в открытый космос в этой части околоземного пространства, так и при создании радиационной защиты обитаемых отсеков орбитальных станций.

Итак, степень радиационной опасности сильно зависит от траектории и продолжительности полета космического корабля. При полетах длительностью в один — три месяца в околоземном космическом пространстве ниже РПЗ Земли радиационное воздействие на экипаж за год сравнимо с уровнями облучения при профессиональней деятельности в земных условиях, связанной с ядерно-техническими установками.

Так, при 84-суточном полете на орбитальной станции «Скайлэб» доза облучения экипажа достигала 10—15 бэр, а при 96-суточном полете на станции «Салют-6» эта доза составила около 3 бэр. Для сравнения укажем, что годовая допустимая доза облучения, регламентируемая нормами радиационной безопасности для профессиональной деятельности в земных условиях, составляет 5 бэр.

Меньшее значение дозы облучения для экипажа станции «Салют-6» при большей длительности его полета объясняется более низкой орбитой советской станции. На относительно низких орбитах полета станции радиационная обстановка в ее отсеках лучше, но при этом требуется больше топлива для коррекции высоты орбиты, поскольку на низких орбитах торможение в остаточной атмосфере более существенно.

Длительному функционированию станции «Салют-6» на такой орбите способствовало осуществление доставки топлива для коррекции высоты орбиты с помощью грузового космического корабля «Прогресс-1». Можно сказать, что именно запуск этого грузового космического корабля помог в несколько раз снизить дозу облучения первого основного экипажа станции «Салют-6».

При дальнейшем увеличении длительности полета пропорционально возрастает доза облучения ГКЛ, почти неослабляемого конструкциями корабля, а также появляется опасность облучения в результате нескольких солнечных вспышек. В этом случае уже не представляется возможным обеспечить необходимую защиту экипажа только путем рациональной компоновки отсеков корабля и требуется дополнительная масса вещества для создания специальной защиты. При полете в межпланетном пространстве длительностью до года вес дополнительной защиты радиационного убежища составит несколько тонн. Причем такие затраты веса оправдываются только в том случае, если космонавты успевают вовремя укрыться в этом убежище. С этой точки зрения нерегулярный характер случаев ухудшения радиационной обстановки от солнечных вспышек представляет особую проблему.

Широкие исследования солнечной активности, и особенно солнечных вспышек, выполняемые разнообразными астрофизическими методами, в том числе наблюдения, проводимые непосредственно на борту орбитальных станций, создали основу для прогнозирования радиационной опасности, связанной с отдельными явлениями такого типа. Для постоянного контроля и прогноза радиационной опасности и разработки оперативных рекомендаций по защитным мероприятиям, выполняемым экипажем, в нашей стране создана Служба радиационной безопасности космических полетов, которая, в частности, обслуживала полет станции «Салют-6».

...
"Человек стремится к знанию, и как только в нем угасает жажда знания, он перестает быть человеком." (Фритьоф Нансен. Исследователь)

Оффлайн Gestalt Perception

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 518
  • Пол: Мужской
...

Таким образом, радиационная опасность при космических полетах может быть снижена. Основные способы достижения этой цели — создание защиты и проведение оперативных мероприятий на основе контроля и прогноза радиационной обстановки на трассах полета космических кораблей и станций. Для их реализации необходима затрата значительных ресурсов (весовых, энергетических, финансовых), которые требуют рационального, оптимального распределения. Поэтому для того, чтобы обеспечить безопасность полета в целом, необходимо решить вопрос о мере безопасности. Другими словами, вопрос в том, что принимать за меру опасности и каким должно быть ее граничное значение, отделяющее безопасные условия от опасных.
Решение этого вопроса достигается усилиями специалистов по обеспечению радиационной безопасности, радиобиологии, физике противорадиационной защиты.

Проблема обеспечения безопасности космических полетов обусловлена, как уже указывалось выше, наличием источников опасности для здоровья космонавтов, с одной стороны, и существующими в настоящее время ограничениями массы космических объектов — с другой. Это вынуждает при планировании космических полетов искать компромисс между имеющимися возможностями ракетно-космической техники и способностью человека выполнить заданную программу полета в условиях повышенного (по сравнению с обычными земными условиями) уровня риска для его здоровья и жизни.

Технические возможности по осуществлению запусков в космос не позволяют в настоящее время снабдить космонавтов такой же защитой, какой защищен персонал ядерно-технических установок в земных условиях. Проблема радиационной защиты экипажей космических кораблей оказывается очень сложной также и вследствие того, что во время полета возможны значительные отклонения (вариабельность) радиационной обстановки от среднего уровня. Эти отклонения могут быть связаны как с вероятностным характером действия источников радиации, так и с возможностью возникновения потенциально опасных ситуаций на самом корабле. В целом это приводит к конечной вероятности превышения любого значения дозы радиационного облучения, установленного в качестве критерия радиационной безопасности для условий космического полета. Следует также учесть, что проявления радиобиологических эффектов вследствие естественной вариабельности также носят вероятностный характер. Поэтому становится ясным, что регламентированное значение дозы облучения не может быть однозначной мерой радиационной безопасности, и адекватной мерой радиационной безопасности следовало бы признать вероятность неблагоприятных последствий.

Именно исходя из необходимости ограничить социально значимые последствия при воздействиях космической радиации, как, например, снижение работоспособности и сокращение продолжительности жизни человека, разработаны «Временные нормы радиационной безопасности космических полетов» — ВНРБ-75. Эти нормативы утверждены Министерством здравоохранения СССР и определяют требования к обеспечению радиационной безопасности как при проектировании защиты, так и при осуществлении космических полетов длительностью до одного года.

Нельзя не отметить большого значения этого документа для развития отечественной космонавтики и космической медицины. Создатели космических кораблей и пилотируемых орбитальных станций получают практические ориентиры — нормативные уровни радиационного воздействия в зависимости от длительности пребывания человека в космическом пространстве. Для космической медицины появляется возможность интеграции отдельных систем жизнеобеспечения и безопасности полета в единый комплекс медицинского обеспечения.

Следует также подчеркнуть, что в утвержденных нормативах воплощен обобщенный опыт обеспечения радиационной безопасности космических полетов, накопленный как в нашей стране, так и в США. При разработке этих нормативов использовались клинические материалы по радиационным воздействиям в профессиональных условиях, при клиническом применении лучевой терапии, результаты комплексных экспериментов и исследований биологического действия протонов и многозарядных ионов на ускорителях заряженных частиц, данные радиобиологических космических исследований, а также рекомендации Международной комиссии по радиационной защите и нормативы радиационной безопасности, применяемые в СССР.

ВНРБ-75 распространяются на все радиационные факторы, которые в условиях космического полета могут воздействовать на экипаж пилотируемого летательного аппарата любого назначения. Среди наиболее важных положений этого документа можно отметить следующее. «Нормативный уровень радиации — величина суммарного эквивалента дозы радиации за время космического полета, которая в свете современных представлений не приводит к существенному для выполнения программы полета снижению работоспособности участников космического полета и к появлению неблагоприятных последствий после его завершения».

Общие принципы, положенные в основу ВНРБ-75, таковы:
- космические полеты человека относятся к виду деятельности с высоким общим уровнем риска;
- космические полеты осуществляются в условиях возможного неблагоприятного воздействия многих факторов, включая радиацию;
- успешное осуществление программы космического полета определяется условием сохранения работоспособности экипажа в заданных пределах;
- система обеспечения безопасности предназначена для сохранения здоровья и жизни участников космических полетов и ограничения риска неблагоприятных последствий;
- с учетом общего количества участников космических полетов в предстоящий период генетические эффекты действия радиации практически исключаются.

Исходные радиобиологические предпосылки, использованные при разработке ВНРБ-75, заключаются в следующем. Во-первых, при суммарной дозе стандартного облучения, составляющей 70—100 рад, и мощности дозы не более 20 рад в год не достигаются дозы, обусловливающие формирование клинически выраженных проявлений лучевого заболевания даже со стороны наиболее поражаемых органов и систем. Во-вторых, при суммарных дозах стандартного облучения порядка 100—150 рад и мощности дозы облучения 20—50 рад в. год могут возникать у некоторых людей (20—30%) «стертые» проявления заболевания. Сроки формирования подобного синдрома затягиваются до 2—5 лет от начала облучения (симптомы лучевого повреждения выражены слабо). В-третьих, при суммарных дозах стандартного облучения более 150—400 рад и мощности дозы облучения больше 100 рад в год у 80—90% людей развивается клинический синдром хронической лучевой болезни с вовлечением в реакцию большинства органов и систем. Формирование синдрома происходит в первые 1—2 года. Нарушения, требующие госпитализации по клиническим показаниям, очень ограничены и встречаются в единичных случаях.

Главную часть ВНРБ-75 составляют нормативные уровни радиации при космических полетах. Для проектных расчетов защиты экипажей космических кораблей и пилотируемых орбитальных станций установлены следующие нормативные уровни радиации (НУР) в зависимости от длительности космического полета (Т):
 
Т, месяцы            1    2    3    4    5    6    8    10    12
НУР, бэр за полет    50    65    80    90    100    110    125    140    150
 
Эти значения относятся к равномерному общему облучению всего тела и к воздействию на костный мозг. В расчетах защиты эффективную глубину залегания костного мозга принимают равной 5 см ткани. В случае неравномерного облучения тела используются следующие множители: кожа—3, хрусталик глаза — 1,5 и гонады — 0,5. Для того чтобы получить нормативные уровни радиации при расчетах защиты в общем случае неравномерного облучения тела, нужно значения НУР, приведенные в таблице, умножить на эти множители.
Расчет защиты проводится так, чтобы радиационное воздействие на любой из указанных органов не превышало соответствующего значения НУР. Например, защита экипажа от радиации при длительности его пребывания в космосе 3 месяца должна быть такой, чтобы радиационное воздействие на все тело (равномерное облучение) не превышало 80, на костный мозг — 80, на кожу — 240, хрусталик глаза — 120 и гонады — 40 бэр. Таким образом, доза облучения первого основного экипажа станции «Салют-6» не превышает примерно 1/27 НУР для полетов такой длительности.

Наряду с ограничением уровня радиационного воздействия на экипаж за время полета в ВНРБ-75 содержатся и требования к надежности защиты от радиации при космических полетах. При этом надежность защиты пилотируемого летательного аппарата определена как «вероятность непревышения нормативного уровня радиации в условиях данного полета». Хотя требования к надежности защиты от радиации при космических полетах устанавливаются в зависимости от назначения пилотируемого летательного аппарата, однако во всех случаях надежность защиты должна быть не ниже 0,99 при доверительной вероятности 0,90. Это означает, что, например, при длительности полета в один год риск превышения нормативного уровня радиации, составляющего не более 150 бэр за такой полет, не должен превышать 1% при «риске заказчика» 10%.

Неопределенность в исходных данных при расчетах защиты, а также неопределенности, связанные с условиями эксплуатации данного летательного аппарата и т.п., выражаются величиной «риска заказчика» — вероятностью реализации (во время данного космического полета) таких ситуаций, при которых надежность защиты от радиации оказывается ниже требуемого уровня, или соответствующим значением доверительной вероятности.

Использование в качестве критерия не только значения дозы облучения, но и вероятности ее превышения позволяет создателям космического корабля правильнее распределять ограниченные весовые ресурсы на отдельные системы корабля и учитывать не только средние характеристики радиационной обстановки на трассе, но и вероятные отклонения от этих средних величин. Такой подход позволяет оптимизировать распределение ресурсов корабля и определять целесообразность весовых затрат на повышение надежности радиационной защиты.

При таком подходе создание защиты экипажей космических кораблей от ионизирующей радиации становится в один ряд с другими техническими проблемами обеспечения жизнедеятельности человека в космосе, успешное решение которых зависит в конечном итоге от выделенного весового ресурса. В целом же в пределах указанной длительности полета современный уровень ракетной техники, космонавтики, космической медицины и технической физики обеспечивает успешное решение проблемы радиационной безопасности экипажей космических кораблей.

Источник: http://www.astronaut.ru/bookcase/books/spacebio/spacebio.htm
"Человек стремится к знанию, и как только в нем угасает жажда знания, он перестает быть человеком." (Фритьоф Нансен. Исследователь)

Оффлайн seiri-itaru

  • Команда Зея.org
  • *****
  • Сообщений: 3699
По поводу первой статьи, напрашивается только два возможных варианта:
1. Американцы не покидали околоземной орбиты за всю историю пилотируемых полётов, в том числе и на Луну.
2. Есть некий лёгкий материал, способный заменить толщину нескольких метров металла, возможно даже внеземного происхождения. В этом же контексте, возможен вариант использования каких-то магнитных технологий, способных отклонять частицы, обладающие большой энергией.

Таким образом, наша Земля - как например остров в игре GTAIII, на котором разворачиваются миссии и различные действия и, самое главное, убежать нельзя - упрёшься в границу карты ;D Создатели продумали всё до мелочей - воистину, Божественная Игра!
"Я не такси. Я - перевозящее".    Дэвид Керс "Совершенное сияние недвижимости".

Оффлайн Gestalt Perception

  • Ветеран
  • *****
  • Сообщений: 518
  • Пол: Мужской
Цитировать
Таким образом, наша Земля - как например остров в игре GTAIII, на котором разворачиваются миссии и различные действия и, самое главное, убежать нельзя - упрёшься в границу карты ;D Создатели продумали всё до мелочей - воистину, Божественная Игра!

Интересная кибернетическая аналогия.

Кстати, в Батлфилде такая же тема, покинул территорию военных действий (дизертир) - через 10 секунд "пуля в спину" посредством команды на подобие "kill".

Короче, если следовать такой логике, то сперва надо на этом уровне все миссии пройти, и прокачать своего героя. Потом можно будет и в Космос, а там уже новые квесты, по круче прежних. :D
"Человек стремится к знанию, и как только в нем угасает жажда знания, он перестает быть человеком." (Фритьоф Нансен. Исследователь)