Kaip jau minėta, kai tik amerikiečiai pradėjo savo kosmoso programa, jų mokslininkas Jamesas Van Allenas padarė pakankamai svarbus atradimas. Pirmasis amerikietis dirbtinis palydovas, kurį jie paleido į orbitą, buvo daug mažesnis nei sovietinis, tačiau Van Allenas sumanė prie jo pritvirtinti Geigerio skaitiklį. Taigi tai, kas buvo išreikšta XIX amžiaus pabaigoje, buvo oficialiai patvirtinta. puikus mokslininkas Nikola Tesla iškėlė hipotezę, kad Žemę juosia intensyvios spinduliuotės juosta.
Astronauto Williamo Anderso Žemės nuotrauka
Apollo 8 misijos metu (NASA archyvai)
Tačiau Tesla akademinio mokslo buvo laikomas dideliu ekscentriku ir net bepročiu, todėl jo hipotezės apie milžinišką Saulės generuojamą elektros krūvį ilgą laiką buvo laikomos lentynose, o terminas „ saulės vėjas"atnešė tik šypsenas. Tačiau Van Alleno dėka Teslos teorijos buvo atgaivintos. Van Alleno ir daugelio kitų tyrinėtojų iniciatyva buvo nustatyta, kad radiacijos juostos kosmose prasideda 800 km aukštyje virš Žemės paviršiaus ir tęsiasi iki 24 000 km. Kadangi radiacijos lygis ten yra daugiau ar mažiau pastovus, gaunama spinduliuotė turėtų būti maždaug lygi išeinančiai spinduliuotei. Priešingu atveju jis arba kauptųsi, kol „iškeptų“ Žemę, kaip orkaitėje, arba išdžiūtų. Ta proga Van Allenas rašė: „Radiacinius diržus galima palyginti su nesandariu indu, kuris nuolat pasipildo iš Saulės ir teka į atmosferą. Didelė dalis saulės dalelių išsilieja per laivą ir išsilieja, ypač poliarinėse zonose, sukeldamos poliarines šviesas, magnetines audras ir kitus panašius reiškinius.
Van Alleno juostų spinduliuotė priklauso nuo saulės vėjo. Be to, atrodo, kad jie sutelkia arba sutelkia šią spinduliuotę savyje. Tačiau kadangi jie gali sutelkti savyje tik tai, kas atkeliavo tiesiai iš Saulės, lieka atviras dar vienas klausimas: kiek radiacijos yra likusioje kosmoso dalyje?
Atmosferos dalelių orbitos egzosferoje(dic.academic.ru)
Mėnulis neturi Van Alleno diržų. Ji taip pat neturi apsauginės atmosferos. Ji atvira visiems saulės vėjams. Jei Mėnulio ekspedicijos metu būtų įvykęs stiprus saulės pliūpsnis, didžiulis radiacijos srautas būtų sudeginęs ir kapsules, ir astronautus toje Mėnulio paviršiaus dalyje, kurioje jie praleido dieną. Ši spinduliuotė ne tik pavojinga, bet ir mirtina!
1963 metais sovietų mokslininkai garsiam britų astronomui Bernardui Lovelui pasakė, kad jie nežino būdo, kaip apsaugoti astronautus nuo mirtinų kosminės spinduliuotės padarinių. Tai reiškė, kad net daug storesni metaliniai rusiškų prietaisų korpusai negalėjo susidoroti su radiacija. Kaip amerikietiškose kapsulėse naudojamas ploniausias (beveik kaip folija) metalas galėtų apsaugoti astronautus? NASA žinojo, kad tai neįmanoma. Kosminės beždžionės mirė praėjus mažiau nei 10 dienų po grįžimo, tačiau NASA mums to niekada nepranešė tikroji priežastis jų mirtis.
Beždžionė-astronautas (RGANT archyvas)
Dauguma žmonių, net ir išmanančių kosmosą, nežino apie mirtinos spinduliuotės, prasiskverbiančios į kosmosą, egzistavimą. Kaip bebūtų keista (o gal tik dėl priežasčių, kurias galima atspėti), amerikiečių „Iliustruotoje kosmoso technologijų enciklopedijoje“ frazė „kosminė spinduliuotė“ nepasitaiko nė karto. Ir apskritai Amerikos mokslininkai (ypač susiję su NASA) šios temos vengia už mylios.
Tuo tarpu Lovellas, pabendravęs su kolegomis iš Rusijos, kurie puikiai žinojo apie kosminę spinduliuotę, išsiuntė turimą informaciją NASA administratoriui Hugh Drydenui, tačiau šis į tai nepaisė.
Vienas iš astronautų, tariamai apsilankiusių Mėnulyje, Collinsas, savo knygoje tik du kartus paminėjo kosminę spinduliuotę:
„Bent jau mėnulis buvo toli toliau žemės juostos Van Allenas, kuris numatė gerą radiacijos dozę tiems, kurie ten buvo, ir mirtiną dozę tiems, kurie užtruko.
„Taigi Van Alleno spinduliuotės juostos, supančios Žemę, ir saulės žybsnių galimybė reikalauja supratimo ir pasiruošimo, kad įgula nebūtų veikiama padidėjusių radiacijos dozių.
Taigi ką reiškia „suprasti ir pasiruošti“? Ar tai reiškia, kad už Van Alleno juostų likusioje erdvėje nėra radiacijos? O gal priėmus galutinį sprendimą dėl ekspedicijos NASA turėjo slaptą strategiją, kaip apsisaugoti nuo saulės žybsnių?
NASA teigė, kad tai tiesiog gali nuspėti saulės blykstės, todėl išsiuntė astronautus į Mėnulį, kai nebuvo tikimasi raketų, o radiacijos pavojus jiems buvo minimalus.
Kol Armstrongas ir Aldrinas dirbo kosmose
Mėnulio paviršiuje Michaelas Collinsas
patalpintas į orbitą (NASA archyvas)
Tačiau kiti ekspertai teigia: „Galima numatyti tik apytikslę būsimos didžiausios spinduliuotės datą ir jos tankį“.
Sovietų Sąjungos kosmonautas Leonovas vis dėlto išėjo į kosmosą 1966 m., tačiau su itin sunkiu švininiu kostiumu. Bet tik po trejų metų Amerikos astronautaišokinėjo Mėnulio paviršiuje ir visai ne itin sunkiais skafandrais, o atvirkščiai! Galbūt per daugelį metų NASA specialistams pavyko rasti kokią nors itin lengvą medžiagą, kuri patikimai apsaugo nuo radiacijos?
Tačiau mokslininkai netikėtai išsiaiškina, kad bent Apollo 10, Apollo 11 ir Apollo 12 pajudėjo būtent tais laikotarpiais, kai saulės dėmių skaičius ir atitinkamas Saulės aktyvumas artėjo prie maksimumo. Visuotinai pripažintas teorinis saulės ciklo 20 maksimumas truko nuo 1968 m. gruodžio iki 1969 m. gruodžio mėn. Per šį laikotarpį Apollo 8, Apollo 9, Apollo 10, Apollo 11 ir Apollo 12 misijos tariamai persikėlė už Van Alleno diržų apsaugos zonos ir pateko į cislunarinę erdvę.
Tolesnis mėnesio grafikų tyrimas parodė, kad pavieniai saulės pliūpsniai yra atsitiktinis reiškinys, spontaniškai vykstantis per 11 metų ciklą. Taip pat atsitinka, kad tai atsitinka „žemuoju“ ciklo laikotarpiu didelis skaičius protrūkių per trumpą laiką, o per „didelį“ laikotarpį – labai nedaug. Tačiau svarbu tai, kad labai stiprūs protrūkiai gali atsirasti bet kuriuo ciklo metu.
Apollo eros metu Amerikos astronautai iš viso kosmose praleido beveik 90 dienų. Kadangi spinduliuotė iš nenuspėjamų saulės pliūpsnių Žemę ar Mėnulį pasiekia greičiau nei per 15 minučių, vienintelis būdas nuo jos apsisaugoti būtų naudoti švino talpyklas. Bet jei raketos galios pakaktų tokiai pakelti antsvorio, kodėl tada reikėjo eiti į kosmosą mažytėmis kapsulėmis (0,1 mm aliuminio) esant 0,34 atmosferos slėgiui?
Tai nepaisant to, kad net plonas apsauginės dangos sluoksnis, vadinamas „mylar“, pasak „Apollo 11“ įgulos, pasirodė toks sunkus, kad jį reikėjo skubiai pašalinti iš Mėnulio modulio!
Panašu, kad NASA Mėnulio ekspedicijoms atrinko specialius vyrukus, nors ir pritaikytus prie aplinkybių, nulietus ne iš plieno, o iš švino. Amerikietis šios problemos tyrinėtojas Ralphas Rene netingėjo skaičiuoti, kaip dažnai kiekviena iš tariamai baigtų Mėnulio ekspedicijų turėjo būti paveikta saulės aktyvumo.
Beje, vienas autoritetingų NASA darbuotojų (beje, žinomas fizikas) Billas Modlinas savo darbe „Tarpžvaigždinių kelionių perspektyvos“ atvirai pranešė: „Saulės blyksniai gali išspinduliuoti GeV protonus tame pačiame energijos diapazone kaip ir dauguma kosminių dalelių, bet daug intensyvesnis . Jų energijos padidėjimas padidėjus spinduliuotei kelia ypatingą pavojų, nes GeV protonai prasiskverbia per kelis metrus medžiagos... Saulės (arba žvaigždžių) blyksniai su protonų emisija yra periodiškai labai rimtas pavojus tarpplanetinėje erdvėje, kuri suteikia spinduliuotę. šimtų tūkstančių rentgeno dozė per kelias valandas atstumu nuo Saulės iki Žemės. Ši dozė yra mirtina ir milijonus kartų didesnė už leistiną. Mirtis gali įvykti po 500 rentgenų per trumpą laiką.
Taip, drąsūs amerikiečių vaikinai tada turėjo spindėti prasčiau nei ketvirtasis Černobylio jėgainės blokas. „Kosminės dalelės yra pavojingos, jos sklinda iš visų krypčių ir reikalauja mažiausiai dviejų metrų tankio ekrano aplink visus gyvus organizmus. Tačiau kosminės kapsulės, kurias NASA demonstruoja iki šiol, buvo kiek daugiau nei 4 m skersmens. Su Modlino rekomenduojamu sienų storiu astronautai net ir be jokios įrangos nebūtų į jas tilpę, jau nekalbant apie tai, kad tokioms kapsulėms pakelti nebūtų užtekę degalų. Tačiau akivaizdu, kad nei NASA vadovybė, nei astronautai, kuriuos jie pasiuntė į Mėnulį, neskaitė savo kolegos knygų ir, palaimingai nežinodami, įveikė visus spyglius kelyje į žvaigždes.
Tačiau gal iš tiesų NASA sukūrė jiems kokius nors itin patikimus skafandrus, naudodama (aišku, labai įslaptintą) itin lengvą nuo radiacijos saugančią medžiagą? Bet kodėl jis nebuvo naudojamas niekur kitur, kaip sakoma taikiems tikslams? Na, gerai, jie nenorėjo padėti SSRS su Černobyliu: juk perestroika dar nebuvo prasidėjusi. Bet, pavyzdžiui, 1979 metais toje pačioje JAV Three Mile Island atominėje elektrinėje buvo a didelė avarija reaktoriaus blokas, dėl kurio reaktoriaus aktyvioji zona ištirpo. Taigi kodėl amerikiečių likvidatoriai nepanaudojo kosminių kostiumų, pagrįstų daug reklamuojama NASA technologija, kainuojančia ne mažiau nei 7 milijonus dolerių, kad pašalintų šią atominę uždelsto veikimo bombą savo teritorijoje?
Kas nesvajojo skristi į kosmosą, net žinodamas, kas yra kosminė spinduliuotė? Bent jau skristi į Žemės orbitą ar į Mėnulį, o dar geriau – toliau, į kokį Orioną. Tiesą sakant, žmogaus organizmas labai mažai prisitaikęs prie tokių kelionių. Net skrisdami į orbitą astronautai susiduria su daugybe pavojų, kurie kelia grėsmę jų sveikatai, o kartais ir gyvybei. Visi žiūrėjo kultinį serialą “ Žvaigždžių kelias"Vienas iš nuostabių personažų labai tiksliai apibūdino tokį reiškinį kaip kosminė spinduliuotė. "Tai yra pavojai ir ligos tamsoje ir tyloje", - sakė Leonardas McCoy'us, dar žinomas kaip Bony, dar žinomas kaip Bonysetteris. Labai sunku būti tiksliau. Kosminė spinduliuotė kelionėje privers žmogų pavargti, nusilpti, sirgti, kentėti nuo depresijos.
Jausmai skrendant
Žmogaus kūnas gyvybei beorė erdvė nepritaikytas, nes evoliucija tokių gebėjimų neįtraukė į savo arsenalą. Apie tai parašyta knygų, šį klausimą išsamiai nagrinėja medicina, visame pasaulyje buvo sukurti centrai medicinos problemoms kosmose tirti, m. ekstremaliomis sąlygomis, įjungta dideli aukščiai. Žinoma, juokinga stebėti, kaip astronautas šypsosi ekrane, kol jie sklando ore įvairių daiktų. Tiesą sakant, jo ekspedicija yra daug rimtesnė ir kupina pasekmių, nei atrodo eiliniam gyventojui iš Žemės, ir čia bėdų kelia ne tik kosminė spinduliuotė.
Žurnalistų prašymu astronautai, inžinieriai, mokslininkai, savo akimis patyrę viską, kas nutinka žmogui kosmose, kalbėjo apie įvairių naujų pojūčių seką dirbtinai sukurtoje kūnui svetimoje aplinkoje. Žodžiu, praėjus dešimčiai sekundžių nuo skrydžio pradžios, nepasiruošęs žmogus praranda sąmonę, nes įsibėgėja erdvėlaivis padidėja, atskiriant jį nuo paleidimo komplekso. Žmogus dar nejaučia kosminių spindulių taip stipriai kaip kosmose – spinduliuotę sugeria mūsų planetos atmosfera.
Didelės bėdos
Tačiau ir perkrovų užtenka: žmogus tampa keturis kartus sunkesnis už savo svorį, jis tiesiogine to žodžio prasme yra prispaustas prie kėdės, sunku net pajudinti ranką. Kiekvienas yra matęs šias specialias kėdes, pavyzdžiui, erdvėlaivyje „Sojuz“. Tačiau ne visi suprato, kodėl astronautas turėjo tokią keistą pozą. Tačiau tai būtina, nes perkrovos beveik visą organizme esantį kraują nusiunčia žemyn į kojas, o smegenys lieka be kraujo tiekimo, todėl ir alpsta. Tačiau Sovietų Sąjungoje išrasta kėdė padeda išvengti bent šios bėdos: padėtis pakeltomis kojomis priverčia kraują aprūpinti deguonimi visas smegenų dalis.
Dešimt minučių nuo skrydžio pradžios dėl gravitacijos stokos žmogus beveik neteks pusiausvyros, orientacijos ir koordinacijos erdvėje, žmogus gali net nesekti judančių objektų. Jį pykina ir vemia. Kosminiai spinduliai gali sukelti tą patį – radiacija čia jau daug stipresnė, o jei įvyksta plazmos išmetimas į saulę, grėsmė orbitoje esančių astronautų gyvybėms yra reali, skrendant dideliame aukštyje gali nukentėti net oro linijų keleiviai. Pasikeičia regėjimas, atsiranda akių tinklainės patinimas, pakitimai, deformuojasi akies obuolys. Žmogus tampa silpnas ir negali atlikti jam skirtų užduočių.
Mįslės
Tačiau kartas nuo karto žmonės taip pat jaučia didelę kosminę spinduliuotę Žemėje, kad tai nebūtinai turi keliauti į kosmosą. Mūsų planetą nuolat bombarduoja kosminės kilmės spinduliai, o mokslininkai teigia, kad mūsų atmosfera ne visada užtikrina pakankamą apsaugą. Yra daug teorijų, kurios suteikia šioms energetinėms dalelėms galią, kuri labai apriboja tikimybę, kad planetose jose bus gyvybės. Daugeliu atžvilgių jų prigimtis kosminiai spinduliai mūsų mokslininkams vis dar yra neįveikiama paslaptis.
Subatomiškai įkrautos dalelės erdvėje juda beveik šviesos greičiu, jos jau ne kartą užfiksuotos palydovuose ir net cheminių elementų, protonų, elektronų, fotonų ir neutrinų branduoliuose. Sunkiųjų ir supersunkių dalelių buvimo kosminės spinduliuotės atakoje taip pat negalima atmesti. Jei juos pavyktų atrasti, būtų išspręsta daugybė kosmologinių ir astronominių stebėjimų prieštaravimų.
Atmosfera
Kas saugo mus nuo kosminės spinduliuotės? Tik mūsų atmosfera. Kosminiai spinduliai, keliantys grėsmę visų gyvų būtybių mirtimi, jame susiduria ir sukuria kitų dalelių srautus - nekenksmingus, įskaitant miuonus, daug sunkesnius elektronų giminaičius. Galimas pavojus vis dar egzistuoja, nes kai kurios dalelės pasiekia Žemės paviršių ir prasiskverbia daug dešimčių metrų į jos gelmes. Radiacijos lygis, kurį gauna bet kuri planeta, rodo jos tinkamumą ar netinkamumą gyvybei. Didelė radiacija, kurią kosminiai spinduliai neša su savimi, yra daug didesnė nei spinduliuotė iš sava žvaigždė, nes protonų ir fotonų, pavyzdžiui, mūsų Saulės, energija yra mažesnė.
Ir su aukštas gyvenimas neįmanoma. Žemėje šią dozę kontroliuoja planetos magnetinio lauko stiprumas ir atmosferos storis, jie žymiai sumažina kosminės spinduliuotės pavojų. Pavyzdžiui, Marse gali egzistuoti gyvybė, tačiau atmosfera ten yra nereikšminga, nėra savo magnetinio lauko, todėl nėra apsaugos nuo kosminių spindulių, kurie prasiskverbia per visą erdvę. Radiacijos lygis Marse yra milžiniškas. O kosminės spinduliuotės įtaka planetos biosferai tokia, kad joje miršta visa gyvybė.
Kas svarbiau?
Mums pasisekė, turime ir storą atmosferą, gaubiančią Žemę, ir savo gana galingą magnetinį lauką, kuris sugeria kenksmingas daleles, kurios pasiekia žemės pluta. Įdomu, kieno planetos apsauga veikia aktyviau – atmosfera ar magnetinis laukas? Tyrėjai eksperimentuoja kurdami planetų modelius, suteikdami joms magnetinį lauką arba ne. Ir paties magnetinio lauko stiprumas tarp šių planetų modelių skiriasi. Anksčiau mokslininkai buvo įsitikinę, kad tai yra pagrindinė apsauga nuo kosminės spinduliuotės, nes jie kontroliavo jos lygį paviršiuje. Tačiau buvo nustatyta, kad radiacijos kiekį labiau lemia planetą dengiančios atmosferos storis.
Jei magnetinis laukas Žemėje yra „išjungtas“, radiacijos dozė padidės tik dvigubai. Tai daug, bet net ir mums tai turės gana nereikšmingą poveikį. Ir jei paliksite magnetinį lauką ir pašalinsite atmosferą iki dešimtosios viso jo kiekio, dozė padidės mirtinai - dviem dydžiais. Siaubinga kosminė spinduliuotė nužudys viską ir visus Žemėje. Mūsų Saulė yra geltona nykštukinė žvaigždė, o aplink jas esančios planetos laikomos pagrindinėmis pretendentėmis į gyvenimą. Šios žvaigždės yra gana blankios, jų yra daug, apie aštuoniasdešimt procentų bendras skaičiusžvaigždės mūsų Visatoje.
Erdvė ir evoliucija
Teoretikai apskaičiavo, kad tokios aplink geltonąsias nykštukes skriejančios planetos, kurios yra tinkamose gyvybei zonose, turi daug silpnesnius magnetinius laukus. Tai ypač pasakytina apie vadinamąsias superžemes – dideles uolėtas planetas, kurių masė dešimt kartų didesnė už mūsų Žemę. Astrobiologai buvo įsitikinę, kad silpni magnetiniai laukai žymiai sumažino galimybę gyventi. O dabar nauji atradimai rodo, kad taip nėra didžiulė problema, kaip mes galvojome. Svarbiausia būtų atmosfera.
Mokslininkai visapusiškai tiria didėjančios spinduliuotės poveikį esamiems gyviems organizmams – gyvūnams, taip pat įvairiems augalams. Su radiacija susiję tyrimai apima jų poveikį radiacijai įvairaus laipsnio, nuo mažų iki ekstremalių, ir tada nustatykite, ar jie išgyvens ir kaip kitaip jausis, jei išgyvens. Palaipsniui didėjančios spinduliuotės paveikti mikroorganizmai gali parodyti, kaip vyko evoliucija Žemėje. Būtent kosminiai spinduliai ir didelė jų spinduliuotė kažkada privertė būsimą žmogų nulipti nuo palmės ir tyrinėti erdvę. Ir žmonija niekada nebegrįš prie medžių.
Kosminė spinduliuotė 2017 m
2017 metų rugsėjo pradžioje visa mūsų planeta buvo labai sunerimusi. Saulė staiga išmetė tonas saulės medžiagos, kai susijungė dvi didelės tamsių dėmių grupės. Ir šią emisiją lydėjo X klasės blyksniai, kurie privertė planetos magnetinį lauką tiesiogine prasme susidėvėti. Vėliau kilo didelė magnetinė audra, sukėlusi daugelio žmonių ligas, taip pat itin retus, beveik precedento neturinčius gamtos reiškinius Žemėje. Pavyzdžiui, prie Maskvos ir Novosibirsko buvo užfiksuoti galingi šiaurės pašvaistės vaizdai, kurių šiose platumose dar nebuvo matyti. Tačiau tokių reiškinių grožis neužgožė mirtino Saulės pliūpsnio, planetą persmelkiusio kosmine radiacija, kuri pasirodė išties pavojinga, pasekmių.
Jo galia buvo artima maksimaliai – X-9.3, kur raidė yra klasė (itin didelė blykstė), o skaičius – blykstės stiprumas (iš dešimties galimų). Kartu su šiuo paleidimu iškilo kosminių ryšių sistemų ir visos laive esančios įrangos gedimo grėsmė. Astronautai buvo priversti laukti šio siaubingo kosminio spinduliavimo srauto, kurį neša kosminiai spinduliai. Ryšių kokybė per šias dvi dienas labai pablogėjo tiek Europoje, tiek Amerikoje, būtent ten, kur buvo nukreiptas įkrautų dalelių srautas iš kosmoso. Likus maždaug dienai iki dalelių pasiekimo Žemės paviršiuje, buvo paskelbtas įspėjimas apie kosminę spinduliuotę, kuri skambėjo visuose žemynuose ir kiekvienoje šalyje.
Saulės galia
Energija, kurią mūsų žvaigždė skleidžia į supančią erdvę, yra tikrai didžiulė. Per kelias minutes daug milijardų megatonų, skaičiuojant TNT ekvivalentu, išskrenda į kosmosą. Žmonija galės pagaminti tiek energijos dabartiniais tempais tik po milijono metų. Tik penktadalis visos Saulės per sekundę skleidžiamos energijos. O tai mūsų mažasis ir ne per karštas nykštukas! Jei tik įsivaizduojate, kiek destruktyvios energijos gamina kiti kosminės spinduliuotės šaltiniai, šalia kurių mūsų Saulė atrodys kaip beveik nematomas smėlio grūdelis, jūsų galva apsisuks. Kokia laimė, kad turime gerą magnetinį lauką ir puikią atmosferą, neleidžiančią mums mirti!
Žmonėms toks pavojus kyla kiekvieną dieną, nes radioaktyvioji spinduliuotė kosmose niekada nesibaigia. Būtent iš ten pas mus patenka didžioji dalis spinduliuotės – iš juodųjų skylių ir iš žvaigždžių spiečių. Jis gali nužudyti su didele radiacijos doze, o su maža doze gali paversti mus mutantais. Tačiau taip pat turime prisiminti, kad evoliucija Žemėje įvyko tokių srautų dėka, DNR struktūra pasikeitė į tokią, kokią matome šiandien. Jei eisime per šį „vaistą“, tai yra, jei žvaigždžių skleidžiama spinduliuotė viršys leistinas normas, procesai bus negrįžtami. Juk jei padarai mutuos, jie nebegrįš į pradinę būseną, nėra atvirkštinis poveikis. Todėl mes niekada nebepamatysime tų gyvų organizmų, kurie buvo naujagimyje Žemėje. Bet kuris organizmas bando prisitaikyti prie aplinkos pokyčių. Arba jis miršta, arba prisitaiko. Tačiau kelio atgal nėra.
TKS ir saulės žybsniai
Kai Saulė mums atsiuntė savo sveikinimą įkrautų dalelių srautu, TKS kaip tik praskriejo tarp Žemės ir žvaigždės. Po sprogimo išsiskyrę didelės energijos protonai sukūrė visiškai nepageidaujamą foninė spinduliuotė stoties viduje. Šios dalelės prasiskverbia pro absoliučiai bet kokį erdvėlaivį. Nepaisant to, kosmoso technologijašios spinduliuotės buvo išvengta, nes smūgis buvo stiprus, bet per trumpas, kad ji nepajėgtų. Tačiau įgula visą šį laiką slapstėsi specialioje pastogėje, nes žmogaus kūnas yra daug labiau pažeidžiamas šiuolaikinės technologijos. Nebuvo tik vienas blyksnis, jie pasirodė ištisa serija, ir viskas prasidėjo 2017 m. rugsėjo 4 d., siekiant supurtyti kosmosą itin dideliu spinduliavimu rugsėjo 6 d. Per pastaruosius dvylika metų stipresnis srautas Žemėje dar nebuvo pastebėtas. Saulės išmestas plazmos debesis Žemę aplenkė gerokai anksčiau nei planuota, o tai reiškia, kad srauto greitis ir galia pusantro karto viršijo lauktą. Atitinkamai, poveikis Žemei buvo daug stipresnis nei tikėtasi. Debesis dvylika valandų aplenkė visus mūsų mokslininkų skaičiavimus ir atitinkamai labiau sutrikdė planetos magnetinį lauką.
Magnetinės audros galia pasirodė esanti keturios iš penkių galimų, tai yra dešimt kartų didesnė nei tikėtasi. Kanadoje auroros taip pat buvo stebimos net vidutinėse platumose, kaip ir Rusijoje. Žemėje kilo planetinė magnetinė audra. Galite įsivaizduoti, kas ten vyko kosmose! Radiacija yra didžiausias pavojus iš visų ten egzistuojančių. Apsaugos nuo jos reikia nedelsiant, kai tik erdvėlaivis palieka viršutinius atmosferos sluoksnius ir palieka magnetinius laukus toli žemiau. Neįkrautų ir įkrautų dalelių srautai – spinduliuotė – nuolat prasiskverbia į erdvę. Tokios pat sąlygos mūsų laukia bet kurioje Saulės sistemos planetoje: mūsų planetose nėra nei magnetinio lauko, nei atmosferos.
Radiacijos rūšys
Kosmose jonizuojanti spinduliuotė laikoma pavojingiausia. Tai yra Saulės gama spinduliuotė ir rentgeno spinduliai, tai dalelės, skrendančios po chromosferos saulės pliūpsnių, tai ekstragalaktiniai, galaktikos ir saulės kosminiai spinduliai, saulės vėjas, protonai ir elektronai. radiacijos diržai, alfa dalelės ir neutronai. Taip pat yra nejonizuojančios spinduliuotės – ultravioletinių ir infraraudonoji spinduliuotė nuo saulės, tai elektromagnetinė spinduliuotė Ir matoma šviesa. Didelio pavojaus juose nėra. Mus saugo atmosfera, o astronautą saugo kosminis kostiumas ir laivo oda.
Jonizuojanti spinduliuotė sukelia nepataisomą žalą. Tai žalingas poveikis už viską gyvenimo procesai, kurios patenka į žmogaus kūnas. Kai didelės energijos dalelė arba fotonas praeina per medžiagą savo kelyje, sąveikaujant su šia medžiaga susidaro įkrautų dalelių pora, vadinama jonu. Tai paveikia net negyvą medžiagą, o gyvoji medžiaga reaguoja audringiausiai, nes labai specializuotų ląstelių organizacija reikalauja atsinaujinimo, o šis procesas vyksta dinamiškai tol, kol organizmas gyvas. Ir kuo aukštesnis lygis evoliucinis vystymasis kūnui, tuo radiacinė žala tampa negrįžtama.
Radiacinė apsauga
Tokių priemonių mokslininkai ieško labiausiai skirtingos sritysšiuolaikinis mokslas, įskaitant farmakologiją. Kol kas joks vaistas nedavė veiksmingų rezultatų, o radiacijos paveikti žmonės ir toliau miršta. Eksperimentai atliekami su gyvūnais tiek žemėje, tiek kosmose. Vienintelis dalykas, kuris tapo aišku, buvo tai, kad bet kokį vaistą žmogus turi vartoti prieš švitinimo pradžią, o ne po jo.
Ir jei atsižvelgsime į tai, kad visi tokie vaistai yra toksiški, galime manyti, kad kova su radiacijos poveikiu dar neatnešė į vieną pergalę. Net ir laiku vartojamos farmakologinės priemonės apsaugo tik nuo gama spinduliuotės ir rentgeno spindulių, bet neapsaugo nuo protonų, alfa dalelių ir greitųjų neutronų jonizuojančiosios spinduliuotės.
Tambovo regiono valstybinė švietimo įstaiga
Bendroji mokykla– internatinė mokykla su pradiniu skrydžio mokymu
pavadintas M. M. Raskovos vardu
Abstraktus
Baigė: 103 būrio mokinys
Aleksejus Krasnoslobodcevas
Vadovas: Pelivan V.S.
Tambovas 2008 m
1. Įvadas.
2. Kas yra kosminė spinduliuotė.
3. Kaip atsiranda kosminė spinduliuotė.
4. Kosminės spinduliuotės poveikis žmogui ir aplinkai.
5. Apsaugos nuo kosminės spinduliuotės priemonės.
6. Visatos formavimasis.
7. Išvada.
8. Bibliografija.
1. ĮVADAS
Žmogus amžinai nepasiliks žemėje,
bet siekdamas šviesos ir erdvės,
iš pradžių nedrąsiai prasiskverbs anapus
atmosferą, o paskui viską užkariauti
cirkumglobalinė erdvė.
K. Ciolkovskis
XXI amžius yra nanotechnologijų ir milžiniškų greičių amžius. Mūsų gyvenimas teka nepaliaujamai ir neišvengiamai, ir kiekvienas iš mūsų siekiame žengti koja kojon su laiku. Problemos, problemos, sprendimų ieškojimai, didžiulis informacijos srautas iš visų pusių... Kaip su visa tai susidoroti, kaip atrasti savo vietą gyvenime?
Pabandykime sustoti ir pagalvokime...
Psichologai teigia, kad į tris dalykus žmogus gali žiūrėti neribotai: ugnį, vandenį ir žvaigždėtą dangų. Iš tiesų, dangus visada traukė žmogų. Nuostabiai gražu saulėtekio ir saulėlydžio metu, dieną atrodo be galo mėlyna ir gilu. O žiūrint į pro šalį skraidančius nesvarius debesis, stebint paukščių skrydį, norisi atitrūkti nuo kasdieninio šurmulio, pakilti į dangų ir pajusti skrydžio laisvę. Ir žvaigždėtas dangus tamsi naktis... koks jis paslaptingas ir nepaaiškinamai gražus! Ir kaip aš noriu pakelti paslapties šydą. Tokiomis akimirkomis jautiesi kaip maža dalelė didžiulės, bauginančios ir vis dėlto nenumaldomai viliojančios erdvės, vadinamos Visata.
Kas yra Visata? Kaip tai atsirado? Ką ji slepia savyje, ką mums paruošė: „visuotinį protą“ ir atsakymus į daugybę klausimų ar žmonijos mirtį?
Klausimai kyla nesibaigiančiu srautu.
Erdvė... Paprastam žmogui tai atrodo nepasiekiama. Tačiau, nepaisant to, jo poveikis žmogui yra nuolatinis. Iš esmės tai buvo kosmosas, kuris sudarė sąlygas Žemėje, dėl kurių atsirado gyvybė, kaip mes esame įpratę, taigi ir pats žmogus. Kosmoso įtaka didžiąja dalimi jaučiama ir šiandien. „Visatos dalelės“ mus pasiekia apsauginis sluoksnis atmosferą ir turi įtakos žmogaus savijautai, jo sveikatai bei jo organizme vykstantiems procesams. Tai mums, gyvenantiems žemėje, bet ką galime pasakyti apie tuos, kurie tyrinėja kosmosą.
Mane domino šis klausimas: kas yra kosminė spinduliuotė ir koks jos poveikis žmogui?
Aš mokausi internatinėje mokykloje, turėdamas pradinį skrydžio mokymą. Pas mus ateina berniukai, kurie svajoja užkariauti dangų. Ir jie jau žengė pirmąjį žingsnį savo svajonės įgyvendinimo link, paliko savo namų sienas ir nusprendė ateiti į šią mokyklą, kurioje mokosi skrydžio pagrindų, orlaivių dizaino, kur kasdien turi galimybę bendrauti su žmonių, ne kartą pakilusių į dangų. Ir net jei tai vis dar tik plokštumos, kurių neįmanoma visiškai įveikti gravitacija. Tačiau tai tik pirmas žingsnis. Likimas ir gyvenimo kelias kiekvienas žmogus prasideda nuo mažo, nedrąsaus, neapibrėžto vaiko žingsnelio. Kas žino, gal vienas iš jų žengs antrą žingsnį, trečias... ir įvaldys erdvėlaivį bei pakils į žvaigždes į beribes Visatos platybes.
Todėl šis klausimas mums gana aktualus ir įdomus.
2. KAS YRA KOSMINĖ SPINDULIJA?
Kosminių spindulių egzistavimas buvo atrastas XX amžiaus pradžioje. 1912 metais australų fizikas W. Hessas, kildamas oro balionu, pastebėjo, kad elektroskopo iškrova dideliame aukštyje vyksta daug greičiau nei jūros lygyje. Paaiškėjo, kad oro jonizacija, pašalinusi iškrovą iš elektroskopo, yra nežemiškos kilmės. Millikanas pirmasis padarė tokią prielaidą ir būtent jis pateikė šį reiškinį modernus pavadinimas– kosminė spinduliuotė.
Dabar nustatyta, kad pirminę kosminę spinduliuotę sudaro stabilios didelės energijos dalelės, skrendančios daugiausia įvairiomis kryptimis. Kosminės spinduliuotės intensyvumas Saulės sistemos regione vidutiniškai siekia 2-4 daleles 1 cm 2 per 1 s. Jį sudaro:
- protonai – 91 proc.
- α-dalelės – 6,6 proc.
- kitų sunkesnių elementų branduoliai – mažiau nei 1 proc.
- elektronai – 1,5 proc.
- Kosminės kilmės rentgeno ir gama spinduliai
- saulės spinduliuotės.
Pirminės komiškos dalelės, skrendančios iš kosmoso, sąveikauja su atominiais branduoliais viršutiniai sluoksniai atmosferą ir sudaro vadinamuosius antrinius kosminius spindulius. Kosminių spindulių intensyvumas prie Žemės magnetinių polių yra maždaug 1,5 karto didesnis nei ties pusiauju.
Vidutinė kosminių dalelių energija yra apie 10 4 MeV, o atskirų dalelių – 10 12 MeV ir daugiau.
3. KAIP kyla KOSMINĖ SPINDULIJA?
Remiantis šiuolaikinėmis koncepcijomis, pagrindinis didelės energijos kosminės spinduliuotės šaltinis yra supernovos sprogimai. NASA orbitinio rentgeno teleskopo duomenys pateikė naujų įrodymų, kad didžioji dalis nuolat Žemę bombarduojančios kosminės spinduliuotės kyla iš smūginės bangos, sklindančios po supernovos sprogimo, užfiksuoto dar 1572 m. Remiantis Chandros rentgeno observatorijos stebėjimais, supernovos liekanos ir toliau įsibėgėja daugiau nei 10 milijonų km/h greičiu, sukeldamos dvi smūgines bangas, kurias lydi didžiulis rentgeno spinduliuotės išsiskyrimas. Be to, viena banga
juda į išorę į tarpžvaigždines dujas, o antroji
į vidų, link centro buvusi žvaigždė. Taip pat galite
teigia, kad nemaža dalis energijos
„Vidinė“ smūginė banga naudojama pagreitinti atomų branduolius iki greičio, artimo šviesai.
Didelės energijos dalelės ateina pas mus iš kitų Galaktikų. Tokią energiją jie gali pasiekti įsibėgėdami nehomogeniniuose Visatos magnetiniuose laukuose.
Natūralu, kad kosminės spinduliuotės šaltinis yra ir arčiausiai mūsų esanti žvaigždė – Saulė. Saulė periodiškai (blyksnių metu) skleidžia saulės kosminius spindulius, kuriuos daugiausia sudaro protonai ir mažos energijos α dalelės.
4. KOSMINĖS SPINDULIACIJOS POVEIKIS ŽMONĖMS
IR APLINKA
Nicos Sofijos Antipolio universiteto mokslininkų atlikto tyrimo rezultatai rodo, kad kosminė spinduliuotė suvaidino tam tikrą vaidmenį gyvybiškai svarbus vaidmuo biologinės gyvybės Žemėje atsiradime. Jau seniai žinoma, kad aminorūgštys gali egzistuoti dviem pavidalais – kairiarankių ir dešiniarankių. Tačiau Žemėje visi natūraliai atsirandantys biologiniai organizmai yra pagrįsti tik kairiarankėmis aminorūgštimis. Anot universiteto darbuotojų, priežasties reikėtų ieškoti erdvėje. Vadinamoji cirkuliariai poliarizuota kosminė spinduliuotė sunaikino dešiniarankes aminorūgštis. Apskritai poliarizuota šviesa yra kosminės poliarizuotos spinduliuotės forma elektromagnetiniai laukai. Ši spinduliuotė susidaro, kai tarpžvaigždinių dulkių dalelės išsirikiuoja palei magnetinio lauko linijas, kurios prasiskverbia į visą aplinkinę erdvę. Apskritai poliarizuota šviesa sudaro 17% visos kosminės spinduliuotės bet kurioje erdvėje. Priklausomai nuo poliarizacijos krypties, tokia šviesa selektyviai skaido vieną iš aminorūgščių tipų, tai patvirtina eksperimentas ir dviejų meteoritų tyrimo rezultatai.
Kosminė spinduliuotė yra vienas iš jonizuojančiosios spinduliuotės šaltinių Žemėje.
Natūralus radiacinis fonas dėl kosminės spinduliuotės jūros lygyje yra 0,32 mSv per metus (3,4 μR per valandą). Kosminė spinduliuotė sudaro tik 1/6 gyventojų gaunamos metinės efektinės ekvivalentinės dozės. Lygiai radiacijos poveikis nėra vienodi įvairiose srityse. Taigi Šiaurės ir Pietų ašigaliai daugiau nei pusiaujo zona yra veikiami kosminių spindulių, nes šalia Žemės yra magnetinis laukas, kuris nukreipia įkrautas daleles. Be to, kuo aukščiau esate nuo žemės paviršiaus, tuo intensyvesnė kosminė spinduliuotė. Taigi gyvendami kalnuotose vietovėse ir nuolat naudodamiesi oro transportu susiduriame su papildoma radiacijos rizika. Žmonės, gyvenantys aukščiau 2000 m virš jūros lygio, iš kosminių spindulių gauna kelis kartus didesnę efektinę ekvivalentinę dozę nei gyvenantys jūros lygyje. Kylant nuo 4000 m aukščio (didžiausias aukštis žmonėms gyventi) iki 12 000 m (didžiausias keleivinio transporto aukštis), apšvitos lygis padidėja 25 kartus. O 7,5 valandos skrydžio įprastu turbopropeleriniu lėktuvu metu gaunama radiacijos dozė yra maždaug 50 μSv. Iš viso dėl naudojimo oro transportuŽemės gyventojai per metus gauna apie 10 000 žm.
Jonizuojanti spinduliuotė neigiamai veikia žmogaus sveikatą, sutrikdo gyvybines gyvų organizmų funkcijas:
· turėdamas didelį skvarbumą, naikina intensyviausiai besidalijančias organizmo ląsteles: kaulų čiulpus, virškinamojo trakto ir tt
· sukelia pakitimus genų lygmenyje, o tai vėliau lemia mutacijas ir paveldimų ligų atsiradimą.
· sukelia intensyvų piktybinių navikų ląstelių dalijimąsi, o tai lemia vėžio atsiradimą.
veda prie pokyčių nervų sistema ir širdies darbas.
· slopinama seksualinė funkcija.
· Sukelia regėjimo sutrikimą.
Spinduliuotė iš kosmoso netgi paveikia oro linijų pilotų regėjimą. Ištirtos 445 apie 50 metų amžiaus vyrų, iš kurių 79 buvo oro linijų pilotai, regėjimo sąlygos. Statistika parodė, kad profesionaliems pilotams rizika susirgti lęšiuko branduolio katarakta yra tris kartus didesnė nei kitų profesijų atstovams, o astronautams – dar daugiau.
Kosminė spinduliuotė yra vienas iš astronautų organizmui nepalankių veiksnių, kurio svarba nuolat didėja, nes didėja skrydžių nuotolis ir trukmė. Kai žmogus atsiduria už Žemės atmosferos ribų, kur galaktikos spindulių, taip pat saulės kosminių spindulių bombardavimas yra daug stipresnis: per sekundę per jo kūną gali prasiskverbti apie 5 tūkstančiai jonų, galinčių sunaikinti. cheminiai ryšiai organizme ir sukelti antrinių dalelių kaskadą. Radiacinės apšvitos jonizuojančiosios spinduliuotės mažomis dozėmis pavojus kyla dėl padidėjusios vėžio ir paveldimų ligų rizikos. Didžiausią pavojų tarpgalaktinių spindulių kelia sunkios įkrautos dalelės.
Remiantis biomedicininiais tyrimais ir numatomais kosmose esančios spinduliuotės lygiais, buvo nustatytos didžiausios leistinos spinduliuotės dozės astronautams. Jie yra 980 rem pėdoms, kulkšnims ir rankoms, 700 rem odai, 200 rem kraują formuojantiems organams ir 200 rem akims. Eksperimentiniai rezultatai parodė, kad nesvarumo sąlygomis radiacijos įtaka didėja. Jei šie duomenys pasitvirtins, tikėtina, kad kosminės spinduliuotės pavojus žmonėms bus didesnis, nei manyta iš pradžių.
Kosminiai spinduliai gali paveikti Žemės orą ir klimatą. Britų meteorologai įrodė, kad debesuotas oras stebimas didžiausio kosminių spindulių aktyvumo laikotarpiais. Faktas yra tas, kad kai kosminės dalelės prasiveržia į atmosferą, jos sukuria plačius įkrautų ir neutralių dalelių „dusus“, o tai gali išprovokuoti lašelių augimą debesyse ir debesų dangos padidėjimą.
Remiantis Saulės ir žemės fizikos instituto atliktais tyrimais, šiuo metu stebimas neįprastas bangavimas saulės aktyvumas, kurių priežastys nežinomos. Saulės blyksnis yra energijos išleidimas, panašus į kelių tūkstančių vandenilinių bombų sprogimą. Ypač stiprių pliūpsnių metu Žemę pasiekusi elektromagnetinė spinduliuotė keičia planetos magnetinį lauką – tarsi jį purtydamas, o tai turi įtakos oro sąlygoms jautrių žmonių savijautai. Pasaulio sveikatos organizacijos duomenimis, jie sudaro 15% pasaulio gyventojų. Taip pat esant dideliam saulės aktyvumui, pradeda intensyviau daugintis mikroflora ir didėja žmogaus imlumas daugeliui infekcinių ligų. Taigi gripo epidemijos prasideda likus 2,3 metų iki maksimalaus saulės aktyvumo arba 2,3 metų po to.
Taigi matome, kad net nedidelė kosminės spinduliuotės dalis, kuri mus pasiekia per atmosferą, gali turėti pastebimą poveikį žmogaus organizmui ir sveikatai, atmosferoje vykstantiems procesams. Viena iš hipotezių dėl gyvybės atsiradimo Žemėje rodo, kad kosminės dalelės vaidina svarbų vaidmenį biologinėse ir cheminiai procesai mūsų planetoje.
5. KOSMINĖS SPINDULIUOTOS APSAUGOS PRIEMONĖS
Skverbties problemos
žmogus į kosmosą – savotiškas išbandymas
mūsų mokslo brandos akmuo.
Akademikas N. Sissakyanas.
Nepaisant to, kad Visatos spinduliuotė galėjo lemti gyvybės atsiradimą ir žmogaus atsiradimą, pačiam žmogui gryna forma ji yra destruktyvi.
Žmogaus gyvenamoji erdvė yra labai maža
atstumai - tai yra Žemė ir keli kilometrai virš jos paviršiaus. Ir tada – „priešiška“ erdvė.
Bet, kadangi žmogus nepaliauja mėgindamas prasiskverbti į Visatos platybes, o vis intensyviau ją tyrinėja, atsirado poreikis sukurti tam tikras apsaugos nuo neigiamos erdvės įtakos priemones. Ypatinga reikšmė ji skirta astronautams.
Priešingai populiariems įsitikinimams, nuo kosminių spindulių atakos mus saugo ne Žemės magnetinis laukas, o storas atmosferos sluoksnis, kuriame kiekviename cm 2 paviršiaus tenka kilogramas oro. Todėl, nuskridęs į atmosferą, kosminis protonas vidutiniškai įveikia tik 1/14 savo aukščio. Iš astronautų toks apsauginis apvalkalas atimamas.
Kaip rodo skaičiavimai, skrydžio į kosmosą metu radiacinės žalos rizikos sumažinti iki nulio neįmanoma. Bet jūs galite tai sumažinti. O čia svarbiausia – pasyvi erdvėlaivio, tai yra jo sienų, apsauga.
Siekiant sumažinti dozės apkrovų riziką nuo saulės kosminiai spinduliai, jų storis turėtų būti ne mažesnis kaip 3-4 cm lengviesiems lydiniams Plastikai galėtų būti alternatyva metalams. Pavyzdžiui, polietilenas, ta pati medžiaga, iš kurios gaminami įprasti pirkinių krepšiai, sulaiko 20% daugiau kosminių spindulių nei aliuminis. Sustiprintas polietilenas yra 10 kartų stipresnis už aliuminį ir tuo pačiu lengvesnis už „sparnuotą metalą“.
SU apsauga nuo galaktikos kosminių spindulių, turintys milžinišką energiją, viskas yra daug sudėtingiau. Siūlomi keli būdai, kaip apsaugoti astronautus nuo jų. Aplink laivą galite sukurti apsauginės medžiagos sluoksnį panašus į žemės atmosferą. Pavyzdžiui, jei naudosite vandenį, kuris yra būtinas bet kokiu atveju, jums reikės 5 m storio sluoksnio. Tokiu atveju vandens rezervuaro masė priartės prie 500 tonų, o tai yra daug. Taip pat galite naudoti etileną - kietas, kuriai nereikia cisternų. Bet ir tada reikiama masė būtų bent 400 tonų. Galima naudoti skystą vandenilį. Jis blokuoja kosminius spindulius 2,5 karto geriau nei aliuminis. Tiesa, kuro talpos būtų stambios ir sunkios.
Buvo pasiūlyta kita orbitoje esančių žmonių apsaugos schema, kurį galima vadinti magnetinė grandinė. Įkrautą dalelę, judančią per magnetinį lauką, veikia jėga, nukreipta statmenai judėjimo krypčiai (Lorenco jėga). Priklausomai nuo lauko linijų konfigūracijos, dalelė gali nukrypti beveik bet kuria kryptimi arba patekti į apskritą orbitą, kurioje suksis neribotą laiką. Norint sukurti tokį lauką, reikės superlaidumo pagrindu sukurtų magnetų. Tokios sistemos masė bus 9 tonos, ji yra daug lengvesnė už medžiagų apsaugą, bet vis tiek sunki.
Kitos idėjos šalininkai siūlo įkrauti erdvėlaivį elektra, jei išorinės odos įtampa yra 2 10 9 V, tai laivas galės atspindėti visus kosminių spindulių protonus, kurių energija yra iki 2 GeV. Tačiau elektrinis laukas išsiplės iki dešimčių tūkstančių kilometrų, o erdvėlaivis pritrauks elektronus iš šio didžiulio tūrio. Jie atsitrenks į apvalkalą su 2 GeV energija ir elgsis taip pat kaip kosminiai spinduliai.
„Apranga“, skirta kosmonautų pasivaikščiojimams kosmose už erdvėlaivio ribų, turėtų būti visa gelbėjimo sistema:
· turi sukurti reikiamą atmosferą kvėpavimui ir spaudimui palaikyti;
· turi užtikrinti žmogaus organizmo gaminamos šilumos pašalinimą;
· turėtų apsaugoti nuo perkaitimo, jei žmogus yra saulėtoje pusėje, ir nuo atšalimo, jei pavėsyje; skirtumas tarp jų didesnis nei 100 0 C;
· apsaugoti nuo akinimo saulės spinduliuotės;
· apsaugoti nuo meteorinių medžiagų;
· turi leisti laisvai judėti.
Kosminio kostiumo kūrimas prasidėjo 1959 m. Yra keletas skafandrų modifikacijų, jie nuolat keičiami ir tobulinami, daugiausia naudojant naujas, pažangesnes medžiagas.
Kosminis kostiumas yra sudėtingas ir brangus prietaisas, kurį nesunku suprasti, jei susipažinsite su reikalavimais, keliamais, pavyzdžiui, „Apollo“ kosmonautų skafandrui. Šis skafandras turi apsaugoti astronautą nuo šių veiksnių:
Pusiau standaus skafandro konstrukcija (skirta erdvei)
Pirmasis A. Leonovo panaudotas skafandras buvo standus, nepalenkiamas, svėrė apie 100 kg, tačiau amžininkai jį laikė tikru technikos stebuklu ir „mašina, sudėtingesne už automobilį“.
Taigi visi pasiūlymai apsaugoti astronautus nuo kosminių spindulių nėra patikimi.
6. VISATOS UGDYMAS
Tiesą sakant, mes ne tik norime žinoti
kaip ji struktūrizuota, bet ir, jei įmanoma, pasiekti tikslą
utopiška ir drąsi išvaizda – suprask kodėl
gamta kaip tik tokia. Tai yra
Prometėjiškasis mokslinės kūrybos elementas.
A. Einšteinas.
Taigi, kosminė spinduliuotė ateina pas mus iš beribių Visatos platybių. Kaip susiformavo pati Visata?
Būtent Einšteinas sugalvojo teoremą, kuria remiantis buvo iškeltos jos atsiradimo hipotezės. Yra kelios Visatos susidarymo hipotezės. Šiuolaikinėje kosmologijoje dvi populiariausios yra Didžiojo sprogimo teorija ir infliacijos teorija.
Šiuolaikiniai Visatos modeliai yra pagrįsti bendroji teorija A. Einšteino reliatyvumo teorija. Einšteino gravitacijos lygtis turi ne vieną, o daugybę sprendimų, kurie paaiškina daugelio kosmologinių modelių egzistavimą.
Pirmąjį modelį A. Einšteinas sukūrė 1917 m. Jis atmetė Niutono postulatus apie erdvės ir laiko absoliutumą ir begalybę. Pagal šį modelį pasaulio erdvė yra vienalytė ir izotropinė, materija joje pasiskirsto tolygiai, gravitacinė trauka masę kompensuoja visuotinis kosmologinis atstūmimas. Visatos egzistavimas yra begalinis, o erdvė yra beribė, bet baigtinė. Visata pagal Einšteino kosmologinį modelį yra stacionari, begalinė laike ir beribė erdvėje.
1922 metais rusų matematikas ir geofizikas A.A. Friedmanas atmetė stacionarumo postulatą ir gavo Einšteino lygties sprendimą, apibūdinantį Visatą su „besiplečiančia“ erdve. 1927 metais belgų abatas ir mokslininkas J. Lemaitre'as, remdamasis astronominiais stebėjimais, pristatė šią koncepciją. Visatos kaip supertankios būsenos pradžia ir Visatos gimimas kaip Didysis sprogimas. 1929 metais amerikiečių astronomas E. P. Hablas atrado, kad visos galaktikos tolsta nuo mūsų, o greičiu, kuris didėja proporcingai atstumui – galaktikų sistema plečiasi. Visatos plėtimasis laikomas moksliškai įrodytu faktu. J. Lemaitre'o skaičiavimais, pradinės būsenos Visatos spindulys buvo 10 -12 cm, o tai
dydžiu artimas elektrono spinduliui, o jo
tankis buvo 10 96 g/cm 3 . Iš
pradinė būsena, dėl to Visata perėjo į plėtimąsi didysis sprogimas . A. A. Friedmano mokinys G. A. Gamovas pasiūlė tai medžiagos temperatūra po sprogimo buvo aukšta ir nukrito plečiantis Visatai. Jo skaičiavimai parodė, kad Visata savo evoliucijoje pereina tam tikrus etapus, kurių metu susidaro cheminiai elementai ir struktūros.
Hadronų era(sunkiosios dalelės patenka stiprios sąveikos). Eros trukmė 0,0001 s, temperatūra 10 12 Kelvino laipsnių, tankis 10 14 g/cm 3. Eros pabaigoje įvyksta dalelių ir antidalelių anihiliacija, tačiau lieka tam tikras skaičius protonų, hiperonų ir mezonų.
Leptonų era(įeina šviesos dalelės elektromagnetinė sąveika). Eros trukmė 10 s, temperatūra 10 10 laipsnių Kelvino, tankis 10 4 g/cm 3. Pagrindinį vaidmenį atlieka šviesos dalelės, dalyvaujančios reakcijose tarp protonų ir neutronų.
Fotonų era. Trukmė 1 milijonas metų. Didžioji masės dalis – Visatos energija – gaunama iš fotonų. Iki eros pabaigos temperatūra nukrenta nuo 10 10 iki 3000 Kelvino laipsnių, tankis - nuo 10 4 g/cm 3 iki 1021 g/cm 3. Pagrindinis vaidmuo vaidina radiaciją, kuri eros pabaigoje atskiriama nuo materijos.
Žvaigždžių eraįvyksta praėjus 1 milijonui metų po Visatos gimimo. Žvaigždžių eroje prasideda protožvaigždžių ir protogalaktikų formavimosi procesas.
Tada atsiveria grandiozinis Metagalaktikos struktūros formavimosi vaizdas.
Kita hipotezė yra infliacinis Visatos modelis, kuriame atsižvelgiama į Visatos sukūrimą. Kūrimo idėja yra susijusi su kvantine kosmologija. Šis modelis aprašo Visatos evoliuciją, pradedant nuo 10–45 s nuo plėtimosi pradžios.
Remiantis šia hipoteze, kosminė evoliucija m ankstyvoji visata praeina keletą etapų. Visatos pradžia yra apibrėžiamas teorinių fizikų kaip kvantinės supergravitacijos būsena, kurios Visatos spindulys yra 10–50 cm(palyginimui: atomo dydis apibrėžiamas kaip 10–8 cm, o dydis atomo branduolys 10-13 cm). Pagrindiniai įvykiai ankstyvojoje Visatoje vyko per nežymiai trumpą laikotarpį nuo 10-45 s iki 10-30 s.
Infliacijos stadija. Dėl kvantinio šuolio Visata perėjo į sužadinto vakuumo būseną ir nesant materijos ir spinduliuotės intensyviai išplėsta pagal eksponentinį dėsnį. Per šį laikotarpį buvo sukurta pačios Visatos erdvė ir laikas. Per 10–34 s trukusią infliacijos stadiją Visata išsipūtė nuo neįsivaizduojamai mažų kvantinių dydžių (10–33) iki neįsivaizduojamai didelių (10 1000000) cm, o tai yra daug dydžių daugiau nei stebimos Visatos dydis. 10 28 cm visą pradinį laikotarpį Visatoje nebuvo jokios medžiagos, jokios radiacijos.
Perėjimas iš infliacijos stadijos į fotonų stadiją. Klaidingo vakuumo būsena subyrėjo, išsiskyrusi energija pateko į sunkiųjų dalelių ir antidalelių gimimą, kurios po anihiliacijos davė galingą spinduliuotės (šviesos) blyksnį, kuris apšvietė erdvę.
Medžiagos atskyrimo nuo radiacijos etapas: medžiaga, likusi po anihiliacijos, tapo skaidri spinduliuotei, išnyko kontaktas tarp medžiagos ir spinduliuotės. Nuo materijos atskirta spinduliuotė yra šiuolaikinė relikvijos fonas yra liekamasis reiškinys iš pradinės spinduliuotės, atsiradusios po sprogimo Visatos formavimosi pradžioje. IN tolesnė plėtra Visata judėjo kryptimi nuo paprasčiausios vienalytės būsenos link vis sudėtingesnių struktūrų - atomų (iš pradžių vandenilio atomų), galaktikų, žvaigždžių, planetų, sunkiųjų elementų sintezės žvaigždžių žarnyne, įskaitant tuos, kurie būtini sukurti gyvenimą, iki gyvybės atsiradimo ir kaip kūrybos vainikas yra žmogus.
Skirtumas tarp infliacijos modelio ir Didžiojo sprogimo modelio Visatos evoliucijos etapų Tai galioja tik pradinei maždaug 10–30 s stadijai, tuomet esminių skirtumų tarp šių modelių nėra. Kosminės evoliucijos mechanizmų paaiškinimo skirtumai siejamas su ideologinėmis nuostatomis .
Pirmoji buvo Visatos egzistavimo pradžios ir pabaigos problema, kurio pripažinimas prieštaravo materialistiniams teiginiams apie laiko ir erdvės amžinybę, nekūrybą ir nesunaikinamumą ir kt.
1965 metais amerikiečių fizikai teoretikai Penrose'as ir S. Hawkingas įrodė teoremą, pagal kurią bet kuriame Visatos modelyje su plėtimu būtinai turi būti singuliarumas – praeities laiko linijų lūžis, kurį galima suprasti kaip laiko pradžią. . Tas pats pasakytina ir apie situaciją, kai išsiplėtimas pakeičiamas suspaudimu – tada ateityje bus laiko linijų lūžis – laiko pabaiga. Be to, taškas, nuo kurio prasidėjo suspaudimas, interpretuojamas kaip laiko pabaiga - Didysis nutekėjimas, į kurį patenka ne tik galaktikos, bet ir visos Visatos praeities „įvykiai“.
Antroji problema susijusi su pasaulio sukūrimu iš nieko. A.A. Friedmanas matematiškai išveda nulinio tūrio erdvės plėtimosi pradžios momentą, o 1923 metais išleistoje populiarioje knygoje „Pasaulis kaip erdvė ir laikas“ kalba apie galimybę „sukurti pasaulį iš nieko“. “ Devintajame dešimtmetyje buvo bandoma išspręsti visko iš nieko atsiradimo problemą Amerikos fizikas A. Gutas ir sovietų fizikas A. Linde. Visatos energija, kuri yra užkonservuota, buvo padalinta į gravitacines ir negravitacines dalis, skirtingi ženklai. Ir tada visa Visatos energija bus lygi nuliui.
Labiausiai didelis sunkumas mokslininkams iškyla aiškinantis kosminės evoliucijos priežastis. Yra dvi pagrindinės sąvokos, paaiškinančios Visatos evoliuciją: saviorganizacijos samprata ir kreacionizmo samprata.
Dėl saviorganizacijos sampratos materialią visatą yra vienintelė tikrovė, ir be jos nėra jokios kitos tikrovės. Šiuo atveju evoliucija apibūdinama taip: vyksta spontaniškas sistemų rikiavimas vis sudėtingesnių struktūrų formavimosi kryptimi. Dinamiškas chaosas sukuria tvarką. Kosminės evoliucijos tikslo nėra.
Kreacionizmo, tai yra kūrybos, sampratos rėmuose Visatos evoliucija siejama su realybės nulemtos programos įgyvendinimu. aukšta tvarka nei materialus pasaulis. Kreacionizmo šalininkai atkreipia dėmesį į tai, kad egzistuoja kryptingas vystymasis nuo paprastų sistemų iki sudėtingesnių ir daug informacijos reikalaujančių, kurios metu buvo sudarytos sąlygos gyvybei ir žmogui atsirasti. Visatos, kurioje mes gyvename, egzistavimas priklauso nuo pamatinio skaitinių verčių fizinės konstantos– Planko konstanta, gravitacinė konstanta ir kt. Šių konstantų skaitinės reikšmės lemia pagrindines Visatos ypatybes, atomų, planetų, žvaigždžių dydžius, materijos tankį ir Visatos gyvavimo trukmę. Iš to daroma išvada, kad fizinė Visatos struktūra yra užprogramuota ir nukreipta į gyvybės atsiradimą. Galutinis kosminės evoliucijos tikslas yra žmogaus pasirodymas Visatoje pagal Kūrėjo planus.
Kita neišspręsta problema yra tolesnis likimas Visata. Ar jis plėsis neribotą laiką, ar po kurio laiko šis procesas pasikeis ir prasidės suspaudimo etapas? Galima rinktis iš šių scenarijų, jei yra duomenų apie bendrą Visatos materijos masę (arba jos vidutinį tankį), kurių dar nepakanka.
Jei energijos tankis Visatoje yra mažas, tada ji plėsis amžinai ir palaipsniui atvės. Jei energijos tankis didesnis už tam tikrą kritinė vertė, tada išplėtimo stadija bus pakeista suspaudimo stadija. Visata susitrauks ir įkais.
Infliacinis modelis numatė, kad energijos tankis bus kritinis. Tačiau astrofiziniai stebėjimai, atlikti iki 1998 m., parodė, kad energijos tankis buvo maždaug 30% kritinės vertės. Tačiau pastarųjų dešimtmečių atradimai leido „rasti“ trūkstamą energiją. Įrodyta, kad vakuumas turi teigiamą energiją (vadinamą tamsiąja energija) ir yra tolygiai paskirstytas erdvėje (tai dar kartą įrodo, kad vakuume nėra „nematomų“ dalelių).
Šiandien yra daug daugiau variantų atsakyti į klausimą apie Visatos ateitį ir jie labai priklauso nuo to, kuri paslėptą energiją aiškinanti teorija yra teisinga. Tačiau galime vienareikšmiškai pasakyti, kad mūsų palikuonys mus supantį pasaulį matys visiškai kitaip nei jūs ir aš.
Yra labai pagrįstų įtarimų, kad be objektų, kuriuos matome Visatoje, taip pat yra daugiau paslėptas, bet taip pat turintis masę, ir tai " tamsi masė» gali būti 10 ar daugiau kartų didesnis nei matomas.
Trumpai tariant, Visatos charakteristikas galima pateikti tokia forma.
Trumpa biografija Visata
Amžius: 13,7 milijardo metų
Stebimos Visatos dalies dydis:
13,7 milijardo šviesmečių, maždaug 10 28 cm
Vidutinis medžiagos tankis: 10-29 g/cm3
Svoris: daugiau nei 10 50 tonų
Svoris gimus:
pagal Didžiojo sprogimo teoriją – begalinis
pagal infliacijos teorija- mažiau nei miligramas
Visatos temperatūra:
sprogimo momentu – 10 27 K
modernus – 2,7 K
|
|
7. IŠVADA
Rinkdamas informaciją apie kosminę spinduliuotę ir jos poveikį aplinkai, įsitikinau, kad viskas pasaulyje yra tarpusavyje susiję, viskas teka ir keičiasi, o mes nuolat jaučiame tolimos praeities atgarsius, pradedant nuo Visatos formavimosi.
Iš kitų galaktikų mus pasiekusios dalelės neša informaciją apie tolimus pasaulius. Šie „kosmoso ateiviai“ gali daryti didelę įtaką gamtai ir biologiniams procesams mūsų planetoje.
Kosmose viskas yra kitaip: žemė ir dangus, saulėlydžiai ir saulėtekiai, temperatūra ir slėgis, greičiai ir atstumai. Daug kas mums atrodo nesuprantama.
Kosmosas dar nėra mūsų draugas. Jis susiduria su žmogumi kaip su svetima ir priešiška jėga, ir kiekvienas astronautas, eidamas į orbitą, turi būti pasirengęs su ja kovoti. Tai labai sunku, ir žmogus ne visada laimi. Tačiau kuo brangesnė pergalė, tuo ji vertingesnė.
Įtaka kosminė erdvė Tai gana sunku įvertinti, viena vertus, tai lėmė gyvybės atsiradimą ir galiausiai sukūrė patį žmogų, kita vertus, esame priversti nuo to gintis; Akivaizdu, kad šiuo atveju reikia rasti kompromisą ir stengtis nesugriauti šiuo metu esančios trapios pusiausvyros.
Jurijus Gagarinas, pirmą kartą pamatęs Žemę iš kosmoso, sušuko: „Kokia ji maža! Turime atsiminti šiuos žodžius ir iš visų jėgų rūpintis savo planeta. Juk į kosmosą galime patekti tik iš Žemės.
8. BIBLIOGRAFIJA.
1. Buldakovas L.A., Kalistratova V.S. Radioaktyvioji spinduliuotė ir sveikata, 2003 m.
2. Levitanas E.P. Astronomija. – M.: Išsilavinimas, 1994 m.
3. Parker Yu. Kaip apsaugoti kosmoso keliautojus // Mokslo pasaulyje. - 2006, Nr.6.
4. Prigožinas I.N. Visatos praeitis ir ateitis. – M.: Žinios, 1986 m.
5. Hawkingas S. Trumpa laiko istorija nuo didžiojo sprogimo iki juodųjų skylių. – Sankt Peterburgas: Amfora, 2001 m.
6. Enciklopedija vaikams. Kosmonautika. – M.: „Avanta+“, 2004 m.
7. http://www. rol. ru/ naujienos/ misc/ spacenews/ 00/12/25. htm
8. http://www. grani. ru/Visuomenė/Mokslas/m. 67908.html
Netoli Žemės jos magnetinis laukas ir toliau ją saugo – net susilpnėjusį ir be kelių kilometrų atmosferos pagalbos. Skrendami šalia ašigalių, kur laukas nedidelis, astronautai sėdi specialiai saugomoje patalpoje. Ir už radiacinė apsauga tenkinamo techninio sprendimo skrydžiui į Marsą kol kas nėra.
Nusprendžiau papildyti pradinį atsakymą dėl dviejų priežasčių:
- vienoje vietoje yra neteisingas teiginys ir nėra teisingo
- tik dėl išsamumo (citatos)
1. Komentaruose Suzanna kritikavo Atsakymas iš esmės teisingas.
Virš Žemės magnetinių polių laukas susilpnėja, kaip sakiau. Taip, Suzanna teisi, kad POLES jis ypač didelis (įsivaizduokite elektros linijos: jie susirenka būtent prie stulpų). Bet dideliame aukštyje VIRŠ POLIŲ jis silpnesnis nei kitose vietose – dėl tos pačios priežasties (įsivaizduokime tas pačias jėgos linijas: jos leidosi žemyn – stulpų link, o viršuje jų beveik neliko). Atrodo, kad laukas nyksta.
Bet Suzana teisi EMERCOM kosmonautai dėl poliarinių regionų neprisiglaudė specialioje patalpoje: Mano atmintis mane apgavo.
Bet vis tiek yra vieta, kur imamasi specialių priemonių(Aš jį supainiojau su cirkumpoliariniai regionai). tai - dėl magnetinės anomalijos Pietų Atlante. Ten magnetinis laukas „nukrenta“ tiek, kad spinduliavimo diržas ir būtina imtis specialių priemonių be jokių saulės spindulių. Greitai nepavyko rasti citatos apie specialias priemones, nesusijusias su saulės aktyvumu, bet kažkur apie jas skaičiau.
Ir, žinoma, Pačios blykstės vertos paminėti: Jie taip pat prieglobsčio ieško labiausiai apsaugotoje patalpoje ir šiuo metu neklaidžioja po visą stotį.
Visi saulės blyksniai yra atidžiai stebimi ir informacija apie juos siunčiama į valdymo centrą. Tokiais laikotarpiais kosmonautai nustoja dirbti ir prisiglaudė labiausiai saugomuose stoties skyriuose. Tokie apsaugoti segmentai yra šalia vandens rezervuarų esantys ISS skyriai. Vanduo sulaiko antrines daleles – neutronus, o spinduliuotės dozė sugeriama efektyviau.
2. Tik citatos ir papildoma informacija
Kai kuriose toliau pateiktose citatose dozė minima Sieverts (Sv). Norėdami orientuotis, kai kurie skaičiai ir galimi efektai iš lentelės
0-0,25 Šv. Jokio kito poveikio, išskyrus nedidelius kraujo pokyčius
0,25-1 Šv. Radiacinės ligos 5-10% paveiktų žmonių
7 Sv ~100% mirčių
ISS paros dozė yra apie 1 mSv (žr. toliau). Reiškia, be didelės rizikos galite skristi apie 200 dienų. Taip pat svarbu, per kiek laiko ta pati dozė išgeriama: išgerta per trumpą laiką yra daug pavojingesnė už ilgą laiką. Organizmas nėra pasyvus objektas, tiesiog „kaupiantis“ radiacijos defektus: jis turi ir „remonto“ mechanizmus ir dažniausiai susidoroja su palaipsniui besikaupiančiomis mažomis dozėmis.
Nesant masyvaus atmosferos sluoksnio, kuris supa žmones Žemėje, astronautai TKS yra veikiami intensyvesnės nuolatinių kosminių spindulių srautų spinduliuotės. Įgulos nariai per parą gauna maždaug 1 milisiverto radiacijos dozę, kuri maždaug prilygsta žmogaus apšvitos apšvitai Žemėje per metus. Tai padidina astronautų piktybinių navikų atsiradimo riziką, taip pat susilpnina imuninę sistemą.
Kaip rodo NASA ir Rusijos bei Austrijos specialistų surinkti duomenys, TKS astronautai kasdien gauna 1 milisiverto dozę. Žemėje tokios spinduliuotės dozės ne visur galima gauti per visus metus.
Tačiau šis lygis vis dar yra gana toleruojamas. Tačiau reikia turėti omenyje, kad netoli Žemės esančios kosminės stotys yra apsaugotos Žemės magnetinio lauko.
Už jos ribų radiacija padidės daug kartų, todėl ekspedicijos į gilųjį kosmosą bus neįmanomos.
Radiacija ISS ir Mir gyvenamuosiuose pastatuose ir laboratorijose atsirado dėl kosminių spindulių bombardavimo stoties aliuminio apvalkalu. Greiti ir sunkieji jonai išmušė nemažą kiekį neutronų iš korpuso.
Šiuo metu erdvėlaiviuose neįmanoma užtikrinti 100% radiacinės apsaugos. Tiksliau, tai įmanoma, tačiau daugiau nei reikšmingo masės padidėjimo sąskaita, tačiau būtent tai yra nepriimtina.
Be mūsų atmosferos, Žemės magnetinis laukas yra apsauga nuo radiacijos. Pirmoji Žemės radiacijos juosta yra maždaug 600–700 km aukštyje. Stotis dabar skraido maždaug 400 km aukštyje, o tai yra žymiai mažesnis... Apsauga nuo radiacijos erdvėje yra (taip pat - red.) laivo ar stoties korpusas. Kuo storesnės korpuso sienos, tuo didesnė apsauga. Žinoma, sienos negali būti be galo storos, nes yra svorio apribojimai.
Jonizuojantis lygis, foninis radiacijos lygis Tarptautinėje kosminėje stotyje yra didesnis nei Žemėje (apie 200 kartų – red.), todėl astronautas yra jautresnis jonizuojanti spinduliuotė nei tradiciškai radiacijai pavojingų pramonės šakų atstovai, pvz branduolinė energija ir rentgeno diagnostika.
Be individualių astronautams skirtų dozimetrų, stotyje yra ir radiacijos stebėjimo sistema. ... Vienas jutiklis yra įgulos kabinose ir vienas jutiklis mažo ir didelio skersmens darbo skyriuose. Sistema veikia autonomiškai 24 valandas per parą. ... Taigi Žemė turi informacijos apie esamą radiacijos situaciją stotyje. Radiacijos stebėjimo sistema gali duoti įspėjamąjį signalą „Patikrinkite radiaciją! Jei taip būtų nutikę, signalizacijos pulte būtume matę, kaip užsidegė reklamjuostė su priedais garso signalas. Per visą tarptautinės kosminės stoties gyvavimo laikotarpį tokių atvejų nebuvo.
... Pietų Atlanto regione... spinduliuotės juostos „smunka“ virš Žemės dėl giliai po Žeme esančios magnetinės anomalijos. Virš Žemės skraidantys erdvėlaiviai, atrodo, labai trumpai „atsitrenkia“ į radiacijos juostas... orbitose, einančiose per anomalijos sritį. Kitose orbitose nėra radiacijos srautų ir nekelia rūpesčių kosminės ekspedicijos dalyviams.
Magnetinė anomalija Pietų Atlanto regione nėra vienintelė astronautų radiacijos „rykštė“. Saulės blyksniai, kartais generuojantys labai energingas daleles..., gali sukelti didelių sunkumų astronautų skrydžiams. Kokią radiacijos dozę astronautas gali gauti saulės dalelėms patekus į Žemę, iš esmės priklauso nuo atsitiktinumo. Šią vertę daugiausia lemia du veiksniai: Žemės dipolio magnetinio lauko iškraipymo laipsnis magnetinių audrų metu ir erdvėlaivio orbitos parametrai Saulės įvykio metu. ... Įgulai gali pasisekti, jei orbitos SCR invazijos metu nepraeis per pavojingas aukštų platumų zonas.
Vienas galingiausių protonų išsiveržimų – Saulės išsiveržimų radiacinė audra, sukėlusi radiacinę audrą prie Žemės, įvyko visai neseniai – 2005 metų sausio 20 dieną. Panašios galios Saulės išsiveržimas įvyko prieš 16 metų, 1989 metų spalį. protonai, kurių energija viršija šimtus MeV , pasiekė Žemės magnetosferą. Beje, tokie protonai sugeba įveikti apsaugą, lygiavertę maždaug 11 centimetrų vandens. Kosmonauto skafandras plonesnis. Biologai mano, kad jei šiuo metu astronautai būtų už Tarptautinės kosminės stoties ribų, tada, žinoma, radiacijos poveikis turėtų įtakos astronautų sveikatai. Bet jie buvo jos viduje. ISS ekranas yra pakankamai didelis, kad daugeliu atvejų apsaugotų įgulą nuo neigiamo radiacijos poveikio. Taip buvo ir šio įvykio metu. Kaip parodė matavimai naudojant radiacijos dozimetrus, astronautų „pagauta“ radiacijos dozė neviršijo dozės, kurią žmogus gauna įprasto rentgeno tyrimo metu. TKS kosmonautai gavo 0,01 Gy arba ~ 0,01 Sieverto... Tiesa, tokios mažos dozės atsiranda ir dėl to, kad, kaip buvo rašyta anksčiau, stotis buvo „magnetiškai apsaugotose“ orbitose, o tai ne visada gali atsitikti.
Neilas Armstrongas (pirmasis astronautas, vaikščiojęs Mėnulyje) pranešė Žemei apie neįprastus pojūčius skrydžio metu: kartais jis stebėdavo ryškius blyksnius akyse. Kartais jų dažnis siekdavo apie šimtą per dieną... Mokslininkai... priėjo prie išvados, kad už tai atsakingi galaktikos kosminiai spinduliai. Būtent šios didelės energijos dalelės prasiskverbia į akies obuolį ir sukelia Čerenkovo švytėjimą, kai sąveikauja su medžiaga, kuri sudaro akį. Dėl to astronautas mato ryškų blyksnį. Veiksmingiausia sąveika su medžiaga yra ne protonai, kurių kosminiuose spinduliuose yra daugiau nei visose kitose dalelėse, o sunkiųjų dalelių – anglies, deguonies, geležies. Šios dalelės, turinčios didelę masę, praranda žymiai daugiau energijos vienam nuvažiuoto kelio vienetui nei jų lengvesnės dalelės. Jie yra atsakingi už Čerenkovo švytėjimo generavimą ir tinklainės – jautrios akies membranos – stimuliavimą.
Tolimųjų kosminių skrydžių metu galaktikos ir saulės kosminių spindulių, kaip radiacijai pavojingų veiksnių, vaidmuo didėja. Apskaičiuota, kad skrydžio į Marsą metu būtent GCR tampa pagrindiniu radiacijos pavojumi. Skrydis į Marsą trunka apie 6 mėnesius, o integrali – suminė – spinduliuotės dozė iš GCR ir SCR šiuo laikotarpiu yra kelis kartus didesnė nei apšvitos dozė ISS tam pačiam laikui. Todėl radiacijos pasekmių rizika, susijusi su ilgų nuotolių misijų vykdymu kosminės misijosžymiai padidėja. Taigi per metus skrydžio į Marsą su GCR susijusi sugertoji dozė bus 0,2–0,3 Sv (be apsaugos). Tai galima palyginti su doze iš vienos iš labiausiai galingi blyksniai praeitas amžius - 1972 rugpjūtis. Šio įvykio metu buvo kelis kartus mažesnis: ~0,05 Sv.
GCR sukuriamą radiacijos pavojų galima įvertinti ir numatyti. Dabar sukaupta daug medžiagos apie GCR laiko pokyčius, susijusius su saulės ciklu. Tai leido sukurti modelį, kurio pagrindu galima numatyti GCR srautą bet kuriam iš anksto nurodytam laikotarpiui.
Su SCL situacija yra daug sudėtingesnė. Saulės blyksniai įvyksta atsitiktinai ir net nėra akivaizdu, kad galingi saulės įvykiai įvyksta metais, būtinai arti didžiausio aktyvumo. Bent jau pastarųjų metų patirtis rodo, kad jų pasitaiko ir užliūliavimo metu.
Saulės žybsnių protonai neša reali grėsmė ilgų nuotolių misijų kosminių įgulų. Kaip pavyzdį dar kartą paėmus 1972 m. rugpjūčio mėn. žybsnį, perskaičiuojant saulės protonų srautus į radiacijos dozę galima parodyti, kad praėjus 10 valandų nuo įvykio pradžios jis viršijo mirtiną reikšmę erdvėlaivio įgulai, jei jie buvo už laivo Marse arba, tarkime, Mėnulyje.
Čia dera prisiminti Amerikos „Apollo“ skrydžius į Mėnulį 60-ųjų pabaigoje ir 70-ųjų pradžioje. 1972 m. rugpjūčio mėn. įvyko tokios pat galios saulės blyksnis kaip 1989 m. spalį. „Apollo 16“ nusileido po to, kai mėnulio kelionė 1972 m. balandį, o kitas – „Apollo 17“, paleistas gruodį. Laiminga „Apollo 16“ įgula? Visiškai taip. Skaičiavimai rodo, kad jei Apollo astronautai būtų buvę Mėnulyje 1972 metų rugpjūtį, jie būtų buvę paveikti ~4 Sv radiacijos dozės. Tai daug ką reikia sutaupyti. Nebent... nebent greitai grįžtų į Žemę skubiai gydyti. Kitas variantas – eiti į „Apollo“ mėnulio modulio kabiną. Čia radiacijos dozė būtų sumažinta 10 kartų. Palyginimui, tarkime, kad TKS apsauga yra 3 kartus storesnė nei Apollo mėnulio modulio.
Orbitinių stočių aukštyje (~400 km) radiacijos dozės viršija Žemės paviršiuje stebimas reikšmes ~200 kartų! Daugiausia dėl dalelių iš radiacijos juostų.
Yra žinoma, kad kai kurie tarpžemyninių orlaivių maršrutai eina netoli šiaurės poliarinis regionas. Ši zona mažiausiai apsaugota nuo energetinių dalelių invazijos, todėl saulės protrūkių metu padidėja radiacijos pavojus įgulai ir keleiviams. Saulės blyksniai padidina radiacijos dozes orlaivių skrydžių aukštyje 20-30 kartų.
IN pastaruoju metu Kai kurios oro linijų įgulos yra informuotos, kad tuoj prasidės saulės dalelių invazija. Vienas iš neseniai įvykusių galingų saulės išsiveržimų, įvykusių 2003 m. lapkritį, privertė „Delta“ įgulą skrydžio Čikaga–Honkongas išsukti iš kelio: skristi į paskirties vietą žemesnės platumos maršrutu.
Žemę nuo kosminės spinduliuotės saugo atmosfera ir magnetinis laukas. Orbitoje foninė spinduliuotė yra šimtus kartų didesnė nei Žemės paviršiuje. Kasdien astronautas gauna 0,3–0,8 milisiverto spinduliuotės dozę – maždaug penkis kartus daugiau nei rentgeno spinduliuote krūtinė. Dirbant kosmose, radiacijos poveikis yra dar didesnis. O galingų saulės blyksnių akimirkomis stotyje per vieną dieną galite pasiekti 50 dienų normą. Neduok Dieve tokiu metu dirbti už borto – viename išėjime galima pasirinkti visai karjerai leidžiamą dozę, kuri yra 1000 milisivertų. Įprastomis sąlygomis tai būtų trukę ketverius metus – anksčiau niekas taip ilgai neskrido. Be to, žala sveikatai dėl tokio vienkartinio poveikio bus daug didesnė nei dėl poveikio, trunkančio daugelį metų.
Tačiau žemos Žemės orbitos vis dar yra gana saugios. Žemės magnetinis laukas sulaiko saulės vėjo įkrautas daleles, sudarydamas radiacijos juostas. Jie yra plačios spurgos formos, supantys Žemę ties pusiauju 1 000–50 000 kilometrų aukštyje. Didžiausias dalelių tankis pasiekiamas maždaug 4000 ir 16 000 kilometrų aukštyje. Bet koks ilgesnis laivo delsimas radiacijos juostose kelia rimtą grėsmę įgulos gyvybei. Juos kirtę pakeliui į Mėnulį amerikiečių astronautai rizikavo per kelias valandas gauti 10-20 milisivertų dozę – tiek pat, kiek mėnesį dirbdami orbitoje.
Tarpplanetiniuose skrydžiuose įgulos radiacinės saugos klausimas yra dar opesnis. Žemė ekranuoja pusę kietųjų kosminių spindulių, o jos magnetosfera beveik visiškai blokuoja saulės vėjo srautą. Kosmose be papildomų apsaugos priemonių radiacijos poveikis padidės eilės tvarka. Kartais aptariama idėja nukreipti kosmines daleles stipriais magnetiniais laukais, tačiau praktiškai nieko kito, išskyrus ekranavimą, dar nėra ištirta. Kosminės spinduliuotės daleles gerai sugeria raketų kuras, todėl norint apsisaugoti nuo pavojingos spinduliuotės siūloma naudoti pilnus bakus.
Magnetinis laukas ties ašigaliais nėra mažas, o atvirkščiai – didelis. Ten jis tiesiog nukreipiamas beveik radialiai į Žemę, o tai lemia tai, kad saulės vėjo dalelės, užfiksuotos magnetinių laukų spinduliavimo juostose, tam tikromis sąlygomis ašigaliais juda (nusėda) link Žemės, sukeldamos pašvaistę. Tai nekelia pavojaus astronautams, nes TKS trajektorija eina arčiau pusiaujo zonos. Pavojų kelia stiprūs M ir X klasės saulės blyksniai su vainikiniais medžiagos (daugiausia protonų) išmetimu, nukreiptu į Žemę. Būtent šiuo atveju astronautai naudoja papildomas radiacinės saugos priemones.
Atsakymas
CITATA: „... Veiksmingiausia sąveika su medžiaga yra ne protonai, kurių kosminiuose spinduliuose yra daugiau nei visose kitose dalelėse, o sunkiosios dalelės – anglis, deguonis, geležis...“.
Prašau paaiškinti neišmanėliui – iš kur saulės vėjyje (kosminiai spinduliai, kaip tu rašai) atsirado anglies, deguonies, geležies dalelės ir kaip jos gali patekti į medžiagą, iš kurios padaryta akis – per skafandrą?
Atsakymas
Dar 2 komentarai
Leisk man paaiškinti... Saulės šviesa yra fotonai(įskaitant gama spindulius ir rentgeno spinduliuotė, kurios yra skvarbi spinduliuotė).
Yra ir daugiau saulės vėjas. Dalelės. Pavyzdžiui, elektronai, jonai, atomų branduoliai, skrendantys iš ir į Saulę. Sunkiųjų branduolių (sunkesnių už helią) ten nedaug, nes pačioje Saulėje jų mažai. Tačiau yra daug alfa dalelių (helio branduolių). Ir iš principo gali atkeliauti bet kokia šerdis, kuri yra lengvesnė už geležinę (klausimas tik atvykstančiųjų skaičius). Geležies sintezė Saulėje (ypač už jos ribų) neviršija geležies. Todėl iš Saulės gali kilti tik geležis ir kažkas lengvesnio (pvz., ta pati anglis).
Kosminiai spinduliai viduje siaurąja prasme - Tai ypač dideliu greičiu įkrautos dalelės(tačiau irgi neapmokestinami), atvyksta ne iš Saulės sistemos (dažniausiai). Ir taip pat - prasiskverbianti spinduliuotė iš ten(kartais ji nagrinėjama atskirai, neįtraukiant į „spindulius“).
Tarp kitų dalelių – kosminiai spinduliai turi bet kokių atomų branduolius(V skirtingi kiekiai, Žinoma). Šiaip ar taip sunkieji branduoliai, patekę į medžiagą, jonizuoja viską, kas jų kelyje(ir taip pat - nuošalyje: yra antrinė jonizacija - jau dėl to, kas išmušta kelyje). O jei jie turi didelį greitį (ir kinetinę energiją), tai branduoliai užsiims šia veikla (skraidydami per materiją ir jos jonizaciją) ilgai ir greitai nesustos. Atitinkamai, praskris per bet ką ir nenukryps nuo kelio– kol išleis beveik viską kinetinė energija. Net jei jie atsitrenkia tiesiai į kitą patrankos sviedinį (o tai atsitinka retai), jie gali tiesiog mesti jį į šalį, beveik nekeisdami judėjimo krypties. Arba ne į šoną, o skris toliau daugmaž viena kryptimi.
Įsivaizduokite automobilį, kuris visu greičiu rėžėsi į kitą. Ar jis sustos? Ir įsivaizduokite, kad jo greitis yra daug tūkstančių kilometrų per valandą (dar geriau – per sekundę!), o stiprumas leidžia atlaikyti bet kokį smūgį. Tai esmė iš kosmoso.
Kosminiai spinduliai plačiąja prasme- tai siauri kosminiai spinduliai, plius saulės vėjas ir prasiskverbianti Saulės spinduliuotė. (Na, arba be prasiskverbiančios spinduliuotės, jei tai nagrinėjama atskirai).
Saulės vėjas – tai jonizuotų dalelių (daugiausia helio-vandenilio plazmos) srautas, 300-1200 km/s greičiu tekantis iš Saulės vainiko į aplinkinę kosminę erdvę. Tai vienas iš pagrindinių tarpplanetinės terpės komponentų.
Daugelis gamtos reiškiniai susiję su saulės vėju, įskaitant kosminius oro reiškinius, tokius kaip magnetinės audros ir poliarinės šviesos.
„Saulės vėjo“ (jonizuotų dalelių srautas, kuris iš Saulės į Žemę nukeliauja per 2–3 dienas) ir „saulės šviesos“ (fotonų srautas, kuris iš Saulės į Žemę nukeliauja vidutiniškai per 8 minutes) sąvokos. 17 sekundžių) neturėtų būti supainioti.
Dėl saulės vėjo Saulė kas sekundę praranda apie milijoną tonų medžiagos. Saulės vėjas daugiausia susideda iš elektronų, protonų ir helio branduolių (alfa dalelių); kitų elementų branduolių ir nejonizuotų dalelių (elektriškai neutralių) yra labai mažais kiekiais.
Nors saulės vėjas kyla iš išorinio Saulės sluoksnio, jis neatspindi šio sluoksnio elementų sudėties, nes dėl diferenciacijos procesų kai kurių elementų gausa didėja, o kai kurių mažėja (FIP efektas).
Kosminiai spinduliai yra elementariosios dalelės ir atomų branduoliai, judantys su didele energija kosminėje erdvėje[
Klasifikacija pagal kosminių spindulių kilmę:
- už mūsų galaktikos ribų
- Galaktikoje
- saulėje
- tarpplanetinėje erdvėje
Ekstragalaktiniai ir galaktikos spinduliai paprastai vadinami pirminiais. Antriniai dalelių srautai, praeinantys ir transformuojantys Žemės atmosferoje, paprastai vadinami antriniais.
Kosminiai spinduliai yra natūralios radiacijos (foninės spinduliuotės) sudedamoji dalis Žemės paviršiuje ir atmosferoje.
Kosminių spindulių energijos spektrą sudaro 43% protonų energijos, dar 23% helio (alfa dalelių) energijos ir 34% kitų dalelių perduodamos energijos.
Kalbant apie dalelių skaičių, kosminiai spinduliai susideda iš 92% protonų, 6% helio branduolių, apie 1% yra daugiau nei sunkūs elementai, o apie 1 % yra dėl elektronų.
Tradiciškai kosminiuose spinduliuose stebimos dalelės skirstomos į tokias grupes... atitinkamai protonai, alfa dalelės, lengvosios, vidutinės, sunkiosios ir supersunkios... Pirminės kosminės spinduliuotės cheminės sudėties ypatybė yra anomaliai didelė (keli tūkst. kartų) L grupės branduolių (ličio, berilio, boro) kiekis, palyginti su žvaigždžių ir tarpžvaigždinių dujų sudėtimi. Šis reiškinys paaiškinama tuo, kad kosminių dalelių susidarymo mechanizmas pirmiausia pagreitina sunkiuosius branduolius, kurie, sąveikaudami su protonais, tarpžvaigždinė terpė suyra į lengvesnius branduolius.
Atsakymas
komentuoti
Vienas iš pagrindinių neigiamų biologinių veiksnių kosmose, kartu su nesvarumu, yra radiacija. Bet jei situacija su nesvarumu yra skirtingi kūnai Saulės sistema (pavyzdžiui, Mėnulyje ar Marse) bus geresnė nei TKS, tačiau su radiacija viskas yra sudėtingiau.
Pagal kilmę kosminė spinduliuotė yra dviejų tipų. Jį sudaro galaktikos kosminiai spinduliai (GCR) ir sunkūs teigiamai įkrauti protonai, sklindantys iš Saulės. Šios dvi spinduliuotės rūšys sąveikauja viena su kita. Saulės aktyvumo laikotarpiais galaktikos spindulių intensyvumas mažėja ir atvirkščiai. Mūsų planetą nuo saulės vėjo saugo magnetinis laukas. Nepaisant to, kai kurios įkrautos dalelės pasiekia atmosferą. Rezultatas yra reiškinys, žinomas kaip aurora. Didelės energijos GCR magnetosfera beveik neuždelsia, tačiau dėl tankios atmosferos Žemės paviršiaus jie nepasiekia pavojingais kiekiais. TKS orbita yra virš tankių atmosferos sluoksnių, bet Žemės radiacijos juostų viduje. Dėl šios priežasties kosminės spinduliuotės lygis stotyje yra daug didesnis nei Žemėje, bet žymiai mažesnis nei kosminėje erdvėje. Pagal savo apsaugines savybes Žemės atmosfera maždaug prilygsta 80 centimetrų švino sluoksniui.
Vienintelis patikimas radiacijos dozės šaltinis, kurį galima gauti ilgo skrydžio į kosmosą metu ir Marso paviršiuje, yra Marso mokslo laboratorijos RAD instrumentas, geriau žinomas kaip Curiosity. Norėdami suprasti, kiek tikslūs yra jo renkami duomenys, pirmiausia pažvelkime į ISS.
2013 metų rugsėjį žurnalas Science paskelbė straipsnį apie RAD įrankio rezultatus. Laboratorijos sudarytame lyginamajame grafike reaktyvinis varymas NASA (organizacija nesusijusi su eksperimentais, atliktais TKS, bet veikia su RAD instrumentu Curiosity rover). Tačiau 2006 m. Oksfordo universiteto leidinyje (ISBN 978-0-19-513725-5) rašoma, kad astronautas TKS vidutiniškai gauna 1 mSv per dieną, t.y. šešių mėnesių dozė turėtų būti 180 mSv. Dėl to matome didžiulę radiacijos lygio sklaidą ilgai tyrinėtoje žemoje Žemės orbitoje.
Pagrindiniai saulės ciklai trunka 11 metų, o kadangi GCR ir saulės vėjas yra tarpusavyje susiję, statistiškai patikimiems stebėjimams būtina tirti radiacijos duomenis skirtingose saulės ciklo dalyse. Deja, kaip minėta pirmiau, visus mūsų turimus duomenis apie radiaciją kosminėje erdvėje per pirmuosius aštuonis 2012 m. mėnesius surinko MSL, pakeliui į Marsą. Informaciją apie radiaciją planetos paviršiuje jis sukaupė vėlesniais metais. Tai nereiškia, kad duomenys yra neteisingi. Jums tereikia suprasti, kad jie gali atspindėti tik riboto laikotarpio ypatybes.
Naujausi RAD įrankio duomenys buvo paskelbti 2014 m. NASA Reaktyvinio judėjimo laboratorijos mokslininkų teigimu, per šešis mėnesius buvimo Marso paviršiuje metu žmogus gaus vidutinę apie 120 mSv radiacijos dozę. Šis skaičius yra pusiaukelėje tarp apatinės ir viršutinės ISS radiacijos dozės įverčių. Skrydžio į Marsą metu, jei jis taip pat truks šešis mėnesius, spinduliuotės dozė bus 350 mSv, ty 2-4,5 karto daugiau nei TKS. Skrydžio metu MSL patyrė penkis vidutinio stiprumo saulės blyksnius. Tiksliai nežinome, kokią radiacijos dozę gaus astronautai Mėnulyje, nes Apollo programos metu nebuvo atlikti jokie eksperimentai, specialiai tiriantys kosminę spinduliuotę. Jo poveikis buvo tiriamas tik kartu su kitų poveikiu neigiami reiškiniai, pavyzdžiui, mėnulio dulkių įtaka. Tačiau galima daryti prielaidą, kad dozė bus didesnė nei Marse, nes Mėnulis nėra apsaugotas net silpnos atmosferos, bet mažesnis nei kosmose, nes žmogus Mėnulyje bus apšvitintas tik „iš viršaus“ ir „iš šonų“, bet ne iš po kojų./
Apibendrinant galima pastebėti, kad radiacija yra problema, kurią tikrai reikės išspręsti Saulės sistemos kolonizacijos atveju. Tačiau plačiai manoma, kad radiacijos situacija už Žemės magnetosferos ribų neleidžia ilgai skrydžiai į kosmosą, tiesiog netiesa. Skrydžiui į Marsą apsauginę dangą reikės uždėti arba ant viso kosminių skrydžių komplekso gyvenamojo modulio, arba ant atskiro, ypač apsaugoto „audros“ skyriaus, kuriame astronautai gali laukti protonų lietaus. Tai nereiškia, kad kūrėjai turės naudoti sudėtingas antiradiacines sistemas. Norint žymiai sumažinti radiacijos lygį, pakanka termoizoliacinės dangos, kuri naudojama erdvėlaivių nusileidimo transporto priemonėse, apsaugančiose nuo perkaitimo stabdant Žemės atmosferoje.
|
Kosminė juostelė |
