Kozmik radyasyona karşı mücadelede bilim adamlarının Mars'ı nasıl keşfedeceklerini anlatan bir çizgi roman.
Astronotları radyasyondan korumak için ilaç tedavisi, genetik mühendisliği ve hazırda bekletme teknolojisi dahil olmak üzere gelecekteki araştırmalar için çeşitli yolları inceliyor. Yazarlar ayrıca radyasyonun ve yaşlanmanın vücudu benzer şekillerde öldürdüğünü belirtiyor ve biriyle mücadele yollarının diğerine karşı da işe yarayabileceğini öne sürüyorlar. Başlığında mücadele sloganı bulunan bir makale: Yaşasın radyodirenç! ("Yaşasın Radyasyon Direnci!") Oncotarget dergisinde yayınlandı.
“Uzay araştırmalarının rönesansı muhtemelen Mars'a ve derin uzaya ilk insanlı misyonlara yol açacak. Ancak artan kozmik radyasyon koşullarında hayatta kalabilmek için insanların dış etkenlere karşı daha dirençli hale gelmesi gerekecek. Bu makalede, gelişmiş radyo direnci, stres direnci ve yaşlanma direnci elde etmek için bir metodoloji öneriyoruz. Strateji üzerinde çalışırken Rusya'nın yanı sıra NASA, Avrupa Uzay Ajansı, Kanada Radyasyon Merkezi ve dünya çapında 25'ten fazla merkezden önde gelen bilim insanlarını bir araya getirdik. MIPT'de doçent olan Alexander Zhavoronkov, radyo-direnç teknolojilerinin Dünya'da da faydalı olacağını, özellikle de “yan etkinin” sağlıklı uzun ömür olması halinde” yorumunu yapıyor.
. " alt="Radyasyonun insanlığın uzayı fethetmesini ve Mars'ı kolonileştirmesini engellememesini sağlayacağız. Bilim adamları sayesinde Kızıl Gezegene uçacağız ve orada disko ve barbekü yapacağız. . " src="/sites/default/files/images_custom/2018/03/mars7.png">!}
Radyasyonun insanlığın uzayı fethetmesini ve Mars'ı kolonileştirmesini engellememesini sağlayacağız. Bilim adamları sayesinde Kızıl Gezegene uçacağız ve orada disko ve barbekü yapacağız .
Uzay insana karşı
“Kozmik ölçekte gezegenimiz kozmik radyasyondan iyi korunan küçük bir gemidir. Dünyanın manyetik alanı güneş ve galaktik yüklü parçacıkları saptırarak gezegenin yüzeyindeki radyasyon seviyesini önemli ölçüde azaltır. Uzun mesafeli uzay uçuşları ve çok zayıf manyetik alanlara sahip gezegenlerin (örneğin Mars) kolonizasyonu sırasında böyle bir koruma olmayacak ve astronotlar ve kolonistler sürekli olarak muazzam enerjiye sahip yüklü parçacık akışlarına maruz kalacaklar. Aslında insanlığın kozmik geleceği, bu sorunu nasıl aşacağımıza bağlı” diyor Rusya Bilimler Akademisi profesörü A. I. Burnazyan'ın adını taşıyan Federal Tıbbi Biyofizik Merkezi deneysel radyobiyoloji ve radyasyon tıbbı bölüm başkanı Andreyan Osipov. MIPT'de Yenilikçi İlaçların Geliştirilmesi Laboratuvarı çalışanı.
İnsan uzayın tehlikelerine karşı savunmasızdır: güneş radyasyonu, galaktik kozmik ışınlar, manyetik alanlar, Mars'ın radyoaktif ortamı, Dünya'nın radyasyon kuşağı, mikro yerçekimi (ağırlıksızlık).
İnsanlık ciddi bir şekilde Mars'ı kolonileştirmeyi hedefliyor - SpaceX, insanları Kızıl Gezegene 2024 gibi erken bir tarihte teslim etmeyi vaat ediyor, ancak bazı önemli sorunlar hala çözülmedi. Bu nedenle astronotlar için temel sağlık tehlikelerinden biri kozmik radyasyondur. İyonlaştırıcı radyasyon biyolojik moleküllere, özellikle de DNA'ya zarar verir ve bu da çeşitli bozukluklara yol açar: sinir sistemi, kardiyovasküler sistem ve esas olarak kanser. Bilim insanları güçlerini birleştirmeyi ve biyoteknolojideki en son gelişmeleri kullanarak insanın radyo direncini artırmayı, böylece derin uzayın enginliğini fethetmeyi ve diğer gezegenleri kolonileştirmeyi öneriyor.
İnsan savunması
Vücudun kendisini DNA hasarından koruma ve onarma yolları vardır. DNA'mız sürekli olarak doğal radyasyona ve normal hücresel solunum sırasında oluşan reaktif oksijen türlerine (ROS) maruz kalır. Ancak DNA onarıldığında, özellikle ciddi hasar durumlarında hatalar meydana gelebilir. DNA hasarının birikmesi yaşlanmanın ana nedenlerinden biri olarak kabul edilir, dolayısıyla radyasyon ve yaşlanma insanlığın benzer düşmanlarıdır. Ancak hücreler radyasyona uyum sağlayabilir. Küçük bir radyasyon dozunun zarar vermemekle kalmayıp aynı zamanda hücreleri daha yüksek dozlarla yüzleşmeye hazırladığı da gösterilmiştir. Şu anda uluslararası radyasyondan korunma standartları bunu dikkate almamaktadır. Son araştırmalar, belirli bir radyasyon eşiğinin bulunduğunu ve bu eşiğin altında "eğitimde zor, savaşta kolay" ilkesinin geçerli olduğunu ileri sürüyor. Makalenin yazarları, radyo uyarlanabilirlik mekanizmalarını hizmete alabilmek için çalışmanın gerekli olduğuna inanıyor.
Radyorezistansı arttırmanın yolları: 1) gen terapisi, multipleks genetik mühendisliği, deneysel evrim; 2) biyobankacılık, rejeneratif teknolojiler, doku ve organ mühendisliği, uyarılmış hücre yenilenmesi, hücre terapisi; 3) radyo koruyucular, gero koruyucular, antioksidanlar; 4) hazırda bekletme; 5) döteryumlanmış organik bileşenler; 6) radyasyona dirençli kişilerin tıbbi seçimi.
MIPT'de Yaşam Süresi ve Yaşlanma Genetiği Laboratuvarı Başkanı, Rusya Bilimler Akademisi Sorumlu Üyesi, Biyolojik Bilimler Doktoru Alexey Moskalev şöyle açıklıyor: "Düşük dozda iyonlaştırıcı radyasyonun yaşam beklentisi üzerindeki etkilerine ilişkin uzun vadeli çalışmalarımız Model hayvanların deneyleri, küçük hasar verici etkilerin hücrelerin ve vücudun kendi savunma sistemlerini (DNA onarımı, ısı şok proteinleri, cansız hücrelerin uzaklaştırılması, doğuştan gelen bağışıklık) uyarabildiğini göstermiştir. Ancak uzayda insanlar daha geniş ve daha tehlikeli radyasyon dozu aralığıyla karşılaşacak. Geroprotektörlerden oluşan geniş bir veritabanı biriktirdik. Edinilen bilgiler, birçoğunun rezerv yeteneklerini aktive etme ve stres direncini artırma mekanizmasıyla çalıştığını göstermektedir. Bu tür bir uyarımın gelecekteki uzay sömürgecilerine yardımcı olması muhtemeldir.”
Astronot Mühendisliği
Dahası, radyo-direnç insanlar arasında farklılık gösterir: Bazıları radyasyona karşı daha dirençlidir, bazıları ise daha azdır. Radyasyona dirençli bireylerin tıbbi seçimi, potansiyel adaylardan hücre örnekleri almayı ve bu hücrelerin radyoadaptivitesini kapsamlı bir şekilde analiz etmeyi içerir. Radyasyona en dayanıklı olanlar uzaya uçacak. Ayrıca arka plan radyasyonunun yüksek düzeyde olduğu bölgelerde yaşayan veya meslekleri gereği buna maruz kalan kişiler üzerinde genom çapında çalışmalar yapmak mümkündür. Kansere ve diğer radyasyona bağlı hastalıklara daha az duyarlı insanların genomik farklılıkları gelecekte izole edilebilecek ve genom düzenleme gibi modern genetik mühendisliği yöntemleri kullanılarak astronotlara "aşılanacak".
Radyo direncini artırmak için genlerin eklenmesi gereken çeşitli seçenekler vardır. Birincisi, antioksidan genler, hücrelerin radyasyonun ürettiği reaktif oksijen türlerinden korunmasına yardımcı olacaktır. Çeşitli deney grupları bu tür transgenleri kullanarak radyasyona duyarlılığı azaltmayı başarıyla denedi. Ancak bu yöntem sizi doğrudan radyasyona maruz kalmaktan değil, yalnızca dolaylı maruziyetten kurtaracaktır.
DNA onarımından sorumlu proteinlere ait genleri tanıtabilirsiniz. Bu tür deneyler zaten yapıldı - bazı genler gerçekten yardımcı oldu ve bazıları genomik istikrarsızlığın artmasına neden oldu, bu nedenle bu alan yeni araştırmaları bekliyor.
Daha umut verici bir yöntem, radyokoruyucu transgenlerin kullanılmasıdır. Birçok organizma (tardigradlar gibi) yüksek derecede radyodirenç içerir ve bunun arkasında hangi genlerin ve moleküler mekanizmaların olduğunu bulursak, bunlar gen terapisi kullanılarak insanlara aktarılabilir. Tardigradların %50'sini öldürmek için insanlar için öldürücü olanın 1000 katı radyasyon dozuna ihtiyacınız var. Son zamanlarda, bu tür bir dayanıklılığı sağlayan faktörlerden biri olduğuna inanılan, hasar bastırıcı Dsup adı verilen bir protein keşfedildi. İnsan hücre dizisiyle yapılan bir deneyde, Dsup geninin eklenmesinin hasarı %40 oranında azalttığı ortaya çıktı. Bu, geni insanları radyasyondan korumak için umut verici bir aday haline getiriyor.
Dövüşçünün İlk Yardım Çantası
Vücudun radyasyona karşı savunmasını artıran ilaçlara "radyo koruyucular" denir. Bugüne kadar FDA onaylı tek bir radyo koruyucu var. Ancak yaşlılık patolojilerinin süreçlerinde yer alan hücrelerdeki ana sinyal yolları aynı zamanda radyasyona verilen tepkilerde de rol oynar. Buna dayanarak, yaşlanma oranını azaltan ve yaşam beklentisini uzatan ilaçlar olan geroprotektörler aynı zamanda radyokoruyucu olarak da görev yapabilir. Geroprotectors.org ve DrugAge veritabanlarına göre 400'den fazla potansiyel geroprotektör var. Yazarlar, mevcut ilaçların gero-koruyucu ve radyo-koruyucu özellikler açısından gözden geçirilmesinin yararlı olacağına inanmaktadır.
İyonlaştırıcı radyasyon ayrıca reaktif oksijen türleri, redoks emiciler veya daha basit bir ifadeyle glutatyon, NAD ve onun öncüsü NMN gibi antioksidanlar yoluyla da etki gösterdiğinden, radyasyonla başa çıkmaya yardımcı olabilir. İkincisi, DNA hasarına verilen tepkide önemli bir rol oynuyor gibi görünmektedir ve bu nedenle radyasyona ve yaşlanmaya karşı koruma açısından büyük ilgi görmektedir.
Hazırda bekletme modundaki hipernasyon
İlk uzay uçuşlarının başlamasından kısa bir süre sonra, Sovyet uzay programının önde gelen tasarımcısı Sergei Korolev, Mars'a insanlı uçuş için iddialı bir proje geliştirmeye başladı. Onun fikri, mürettebatı uzun uzay yolculuğu sırasında kış uykusuna yatırmaktı. Hazırda bekletme sırasında vücuttaki tüm işlemler yavaşlar. Hayvanlarla yapılan deneyler, bu durumda aşırı faktörlere karşı direncin arttığını göstermektedir: düşük sıcaklıklar, öldürücü dozda radyasyon, aşırı yükler vb. SSCB'de Mars projesi Sergei Korolev'in ölümünden sonra kapatıldı. Ve şu anda Avrupa Uzay Ajansı, astronotların kış uykusuna yatma seçeneğini değerlendiren Mars ve Ay'a uçuşlar için Aurora projesi üzerinde çalışıyor. ESA, uzun süreli otomatik uçuşlar sırasında hazırda bekletme modunun daha fazla güvenlik sağlayacağına inanıyor. Uzayın gelecekteki kolonizasyonu hakkında konuşursak, o zaman "hazır" insanlardan oluşan bir nüfustan ziyade, dondurularak saklanmış bir germ hücresi bankasını taşımak ve radyasyondan korumak daha kolaydır. Ancak bu açıkça yakın gelecekte olmayacak ve belki de o zamana kadar insanların uzaydan korkmamasını sağlayacak kadar radyo koruma yöntemleri yeterince geliştirilecek.
Ağır top
Tüm organik bileşikler karbon-hidrojen bağları (C-H) içerir. Ancak hidrojen yerine hidrojenin daha ağır bir analoğu olan döteryum içeren bileşiklerin sentezlenmesi mümkündür. Kütlesinin daha büyük olması nedeniyle döteryumla olan bağların kırılması daha zordur. Ancak vücut hidrojenle çalışacak şekilde tasarlanmıştır, dolayısıyla çok fazla hidrojenin döteryumla değiştirilmesi kötü sonuçlara yol açabilir. Çeşitli organizmalarda döteryumlanmış su ilavesinin yaşam süresini uzattığı ve kanser önleyici etkilere sahip olduğu gösterilmiştir, ancak diyette %20'den fazla döteryumlanmış su toksik etkilere sahip olmaya başlar. Makalenin yazarları klinik öncesi araştırmaların yapılması ve bir güvenlik eşiğinin aranması gerektiğine inanıyor.
İlginç bir alternatif, hidrojeni değil karbonu daha ağır bir analogla değiştirmektir. 13C, 12C'den yalnızca %8 daha ağırdır, döteryum ise hidrojenden %100 daha ağırdır; bu tür değişiklikler vücut için daha az kritik olacaktır. Ancak bu yöntem, DNA bazlarını bir arada tutan N-H ve O-H bağlarının kopmasına karşı koruma sağlamayacaktır. Ayrıca 13 C'nin üretimi şu anda oldukça pahalıdır. Bununla birlikte, üretim maliyetleri azaltılabilirse, karbon değişimi, kozmik radyasyona karşı ilave insan koruması sağlayabilir.
“Uzay görevi katılımcılarının radyasyon güvenliği sorunu, tek bir bilim merkezi veya hatta bütün bir ülke çerçevesinde çözülemeyen çok karmaşık sorunlar sınıfına giriyor. Bu nedenle, bu sorunu çözmenin yollarına ilişkin vizyonlarını öğrenmek ve pekiştirmek için Rusya'nın ve dünyanın önde gelen merkezlerinden uzmanları bir araya getirmeye karar verdik. Özellikle makalenin Rus yazarları arasında FMBC'den adını taşıyan bilim adamları var. A.I. Burnazyan, Rusya Bilimler Akademisi Biyomedikal Sorunlar Enstitüsü, MIPT ve diğer dünyaca ünlü kurumlar. Proje üzerindeki çalışma sırasında, katılımcıların çoğu birbiriyle ilk kez tanıştı ve şimdi başlattıkları ortak araştırmaya devam etmeyi planlıyorlar," diye bitiriyor proje koordinatörü, radyobiyolog ve hücresel sinyal yollarının analizi grubunun başkanı Ivan Ozerov. Skolkovo girişimi Insilico'da.
Tasarımcı Elena Khavina, MIPT basın servisi
Dünya'nın yakınında, manyetik alanı, zayıflamış olsa ve kilometrelerce uzanan bir atmosferin yardımı olmasa bile onu korumaya devam ediyor. Alanın küçük olduğu kutupların yakınında uçarken astronotlar özel korumalı bir odada otururlar. Ancak Mars'a uçuş sırasında radyasyondan korunmak için tatmin edici bir teknik çözüm bulunmuyor.
Orijinal cevaba iki nedenden dolayı eklemeye karar verdim:
- bir yerde yanlış bir ifade var ve doğru bir ifade içermiyor
- sadece bütünlük için (alıntılar)
1. Yorumlarda Suzanna eleştirdi Cevap büyük ölçüde doğrudur.
Alan, Dünyanın manyetik kutuplarının üzerinde zayıflıyor, belirttiğim gibi. Evet, Suzanna, bunun özellikle KUTUPLARDA büyük olduğu konusunda haklı (kuvvet çizgilerini hayal edin: bunlar tam olarak kutuplarda toplanıyor). Ancak KUTUPLARIN ÜZERİNDE yüksek bir rakımda, diğer yerlere göre daha zayıftır - aynı nedenden dolayı (aynı kuvvet çizgilerini hayal edin: aşağı indiler - kutuplara doğru ve tepede neredeyse hiç kalmadı). Alan azalıyor gibi görünüyor.
Ama Suzanne haklıdır EMERCOM kozmonotları kutup bölgeleri nedeniyle özel bir odaya sığınmıyor: hafızam beni yanıltmadı.
Ama yine de özel tedbirlerin alındığı bir yer var(Kutup bölgeleriyle karıştırdım). Bu - Güney Atlantik'teki manyetik bir anormallik nedeniyle. Orada manyetik alan o kadar çok "sarkıyor" ki radyasyon kuşağı ve güneş patlamaları olmadan özel önlemler almak gerekiyor. Güneş aktivitesiyle ilgili olmayan özel önlemler hakkında hemen bir alıntı bulamadım, ancak bunları bir yerde okudum.
Ve tabii ki Flaşların kendisinden bahsetmeye değer: Onlar da onlardan en korunaklı odaya sığınırlar ve bu sırada istasyonun tamamını dolaşmazlar.
Tüm güneş patlamaları dikkatle izlenmekte ve bunlarla ilgili bilgiler kontrol merkezine gönderilmektedir. Böyle dönemlerde kozmonotlar çalışmayı bırakıp istasyonun en korunaklı bölmelerine sığınıyorlar. Bu tür korunan bölümler, su depolarının yanındaki ISS bölmeleridir. Su, ikincil parçacıkları (nötronları) tutar ve radyasyon dozu daha verimli bir şekilde emilir.
2. Sadece alıntılar ve ek bilgiler
Aşağıdaki bazı alıntılarda Sieverts (Sv) cinsinden dozdan bahsedilmektedir. Yönlendirme için tablodaki bazı sayılar ve olası etkiler
0-0,25 Sv. Kandaki hafif değişiklikler dışında etkisi yok
0.25-1 Sv. Radyasyona maruz kalan kişilerin %5-10'unda görülen hastalıklar
7 Sv ~%100 ölüm
ISS'deki günlük doz yaklaşık 1 mSv'dir (aşağıya bakınız). Araç, fazla risk almadan yaklaşık 200 gün uçabilirsiniz. Aynı dozun hangi zaman diliminde alındığı da önemlidir: Kısa sürede alınan doz, uzun sürede alınan dozdan çok daha tehlikelidir. Bir organizma, radyasyon kusurlarını basitçe "biriktiren" pasif bir nesne değildir: aynı zamanda "onarım" mekanizmalarına da sahiptir ve genellikle yavaş yavaş biriken küçük dozlarla başa çıkabilirler.
Dünyadaki insanları çevreleyen devasa atmosferik katmanın yokluğunda, ISS'deki astronotlar sürekli kozmik ışın akışlarından kaynaklanan daha yoğun radyasyona maruz kalıyor. Mürettebat üyeleri günde yaklaşık 1 milisievert radyasyon dozu alıyor; bu da yaklaşık olarak bir insanın Dünya'da bir yılda maruz kaldığı radyasyona eşdeğer. Bu, astronotlarda kötü huylu tümörlerin gelişmesi riskinin artmasına ve bağışıklık sisteminin zayıflamasına yol açar.
NASA ile Rusya ve Avusturya'dan uzmanların topladığı veriler, ISS'deki astronotların günlük 1 milisievert doz aldığını gösteriyor. Dünya'da bir yıl boyunca her yerde böyle bir radyasyon dozu elde edilemez.
Ancak bu seviye hala nispeten tolere edilebilir düzeydedir. Ancak Dünya'ya yakın uzay istasyonlarının Dünya'nın manyetik alanı tarafından korunduğu unutulmamalıdır.
Sınırlarının ötesinde radyasyon birçok kez artacak, bu nedenle derin uzaya seferler imkansız olacak.
ISS ve Mir'in konut binalarında ve laboratuvarlarında radyasyon, istasyonun alüminyum kaplamasının kozmik ışınlarla bombardımanı sonucu ortaya çıktı. Hızlı ve ağır iyonlar kasadan önemli miktarda nötronu yok etti.
Şu anda uzay araçlarında radyasyondan %100 koruma sağlamak mümkün değil. Daha doğrusu, bu mümkündür, ancak kütlede önemli bir artıştan daha fazlası pahasına, ancak bu kesinlikle kabul edilemez olandır.
Atmosferimizin yanı sıra Dünya'nın manyetik alanı da radyasyona karşı bir korumadır. Dünyanın ilk radyasyon kuşağı yaklaşık 600-700 km yükseklikte bulunmaktadır. İstasyon şu anda yaklaşık 400 km yükseklikte uçuyor, bu da önemli ölçüde daha düşük... Uzaydaki radyasyona karşı koruma (aynı zamanda) bir geminin veya istasyonun gövdesidir. Kasa duvarları ne kadar kalınsa koruma da o kadar fazla olur. Elbette duvarlar sonsuz kalınlıkta olamaz çünkü ağırlık sınırlamaları vardır.
İyonlaşma seviyesi, uluslararası uzay istasyonundaki radyasyonun arka plan seviyesi Dünya'dakinden daha yüksektir (yaklaşık 200 kat - ed.), bu da astronotu iyonlaştırıcı radyasyona nükleer enerji gibi geleneksel olarak radyasyon açısından tehlikeli endüstrilerin temsilcilerinden daha duyarlı hale getirir. ve röntgen teşhisi.
İstasyonda astronotlara yönelik bireysel dozimetrelerin yanı sıra radyasyon izleme sistemi de bulunuyor. ... Bir sensör mürettebat kabinlerinde, bir sensör ise küçük ve büyük çaplı çalışma bölmelerinde bulunur. Sistem 24 saat otonom olarak çalışmaktadır. ... Böylece Dünya, istasyondaki mevcut radyasyon durumu hakkında bilgi sahibi oluyor. Radyasyon izleme sistemi “Radyasyonu kontrol edin!” Eğer bu olsaydı, alarm sistemi konsolunda bir ses sinyalinin eşlik ettiği bir pankartın yandığını görürdük. Uluslararası uzay istasyonunun tüm varlığı boyunca böyle bir durum yaşanmadı.
Güney Atlantik bölgesinde... radyasyon kuşakları, Dünya'nın derinliklerinde manyetik bir anormalliğin varlığı nedeniyle Dünya'nın üzerinde "sarkıyor". Dünyanın üzerinde uçan uzay gemileri, anormallik bölgesinden geçen yörüngelerdeki radyasyon kuşaklarına çok kısa bir süre için "çarpıyor" gibi görünüyor. Diğer yörüngelerde radyasyon akışı yoktur ve uzay gezisine katılanlar için sorun yaratmaz.
Güney Atlantik bölgesindeki manyetik anormallik astronotlar için tek radyasyon “belası” değil. Bazen çok enerjik parçacıklar üreten güneş patlamaları astronotların uçuşları için büyük zorluklar yaratabilir. Güneş parçacıklarının Dünya'ya ulaşması durumunda bir astronotun ne kadar radyasyon alabileceği büyük ölçüde şans meselesidir. Bu değer temel olarak iki faktör tarafından belirlenir: manyetik fırtınalar sırasında Dünya'nın dipol manyetik alanının bozulma derecesi ve bir güneş olayı sırasında uzay aracının yörüngesinin parametreleri. ... SCR istilası sırasındaki yörüngeler tehlikeli yüksek enlem alanlarından geçmezse mürettebat şanslı olabilir.
En güçlü proton patlamalarından biri - 20 Ocak 2005'te, Dünya yakınında bir radyasyon fırtınasına neden olan güneş patlamalarından oluşan bir radyasyon fırtınası oldukça yakın zamanda meydana geldi. Benzer güçte bir güneş patlaması, 16 yıl önce, Ekim 1989'da meydana geldi. Yüzlerce MeV'yi aşan enerjiye sahip protonlar Dünya'nın manyetosferine ulaştı. Bu arada, bu tür protonlar yaklaşık 11 santimetre suya eşdeğer korumanın üstesinden gelebiliyor. Astronotun uzay giysisi daha incedir. Biyologlar, eğer astronotlar o sırada Uluslararası Uzay İstasyonu'nun dışında olsaydı, o zaman radyasyonun etkilerinin elbette astronotların sağlığını etkileyeceğine inanıyorlar. Ama onun içindeydiler. ISS'nin koruması, mürettebatı birçok durumda radyasyonun olumsuz etkilerinden koruyacak kadar büyüktür. Bu etkinlik sırasında da durum böyleydi. Radyasyon dozimetreleri kullanılarak yapılan ölçümlerin gösterdiği gibi, astronotlar tarafından "yakalanan" radyasyon dozu, bir kişinin düzenli bir röntgen muayenesi sırasında aldığı dozu aşmadı. ISS kozmonotları 0,01 Gy veya ~ 0,01 Sievert aldı... Doğru, bu kadar küçük dozlar aynı zamanda daha önce yazıldığı gibi istasyonun "manyetik olarak korunan" yörüngelerde olmasından da kaynaklanıyor ve bu her zaman gerçekleşmeyebilir.
Neil Armstrong (Ay'da yürüyen ilk astronot) uçuş sırasında yaşadığı olağandışı hisleri Dünya'ya bildirdi: bazen gözlerinde parlak parıltılar gözlemledi. Bazen frekansları günde yaklaşık yüze ulaşıyordu... Bilim adamları... bundan galaktik kozmik ışınların sorumlu olduğu sonucuna vardılar. Göz küresine nüfuz eden ve gözü oluşturan maddeyle etkileşime girdiğinde Cherenkov'un parlamasına neden olan bu yüksek enerjili parçacıklardır. Sonuç olarak astronot parlak bir parıltı görür. Maddeyle en etkili etkileşim, kozmik ışınların diğer tüm parçacıklardan daha fazlasını içerdiği protonlar değil, ağır parçacıklar - karbon, oksijen, demirdir. Büyük bir kütleye sahip olan bu parçacıklar, daha hafif olanlara göre kat ettikleri birim yol başına önemli ölçüde daha fazla enerji kaybederler. Çerenkov parıltısının oluşmasından ve gözün hassas zarı olan retinanın uyarılmasından sorumludurlar.
Uzun mesafeli uzay uçuşları sırasında galaktik ve güneş kozmik ışınlarının radyasyon açısından tehlikeli faktörler olarak rolü artmaktadır. Mars'a uçuş sırasında ana radyasyon tehlikesinin GCR'ler olduğu tahmin edilmektedir. Mars'a uçuş yaklaşık 6 ay sürüyor ve bu dönemde GCR ve SCR'den gelen integral - toplam - radyasyon dozu, aynı anda ISS'deki radyasyon dozundan birkaç kat daha yüksek. Bu nedenle, uzun mesafeli uzay görevleriyle ilişkili radyasyon sonuçlarının riski önemli ölçüde artmaktadır. Böylece, Mars'a bir yıllık uçuş sırasında GCR ile ilişkili soğurulan doz 0,2-0,3 Sv (koruma olmadan) olacaktır. Bu, geçen yüzyılın en güçlü patlamalarından biri olan Ağustos 1972'deki dozla karşılaştırılabilir. Bu olay sırasında birkaç kat daha azdı: ~0,05 Sv.
GCR'nin yarattığı radyasyon tehlikesi değerlendirilebilir ve tahmin edilebilir. Güneş döngüsüyle ilişkili GCR'nin zamansal değişimleri hakkında artık çok miktarda malzeme birikmiştir. Bu, önceden belirlenen herhangi bir süre için GCR akışını tahmin etmenin mümkün olduğu bir model oluşturmayı mümkün kıldı.
SCL'de durum çok daha karmaşıktır. Güneş patlamaları rastgele meydana gelir ve güçlü güneş olaylarının mutlaka maksimum aktiviteye yakın yıllarda meydana geldiği bile açık değildir. En azından son yıllardaki deneyimler bunların durgunluk zamanlarında da meydana geldiğini gösteriyor.
Güneş patlamalarından kaynaklanan protonlar, uzun mesafeli görevlerde bulunan uzay ekipleri için gerçek bir tehdit oluşturuyor. Ağustos 1972'deki patlamayı tekrar örnek alırsak, güneş protonlarının akışının radyasyon dozuna yeniden hesaplanmasıyla, olayın başlamasından 10 saat sonra, uzay aracının mürettebatı için ölümcül değeri aştığı gösterilebilir. Geminin dışında Mars'ta ya da diyelim ki Ay'daydık.
Burada 60'ların sonu ve 70'lerin başında Amerikan Apollon'un Ay'a yaptığı uçuşları hatırlamakta fayda var. 1972 yılının Ağustos ayında, Ekim 1989'dakiyle aynı güçte bir güneş patlaması meydana geldi. Apollo 16, Ay yolculuğunun ardından Nisan 1972'de yere indi ve bir sonraki Apollo 17, Aralık ayında fırlatıldı. Apollo 16'nın şanslı mürettebatı mı? Kesinlikle evet. Hesaplamalar, eğer Apollo astronotları Ağustos 1972'de Ay'da olsaydı, ~4 Sv radyasyon dozuna maruz kalacaklarını gösteriyor. Bu kurtarılacak çok şey var. Tabii... acil tedavi için hızla Dünya'ya dönmedikçe. Diğer bir seçenek ise Apollo ay modülü kabinine gitmek. Burada radyasyon dozu 10 kat azalacak. Karşılaştırma için ISS'nin korumasının Apollo ay modülünden 3 kat daha kalın olduğunu varsayalım.
Yörünge istasyonlarının rakımlarında (~400 km), radyasyon dozları Dünya yüzeyinde gözlemlenen değerleri ~200 kat aşıyor! Esas olarak radyasyon kuşaklarından gelen parçacıklar nedeniyle.
Kıtalararası uçakların bazı rotalarının kuzey kutup bölgesinin yakınından geçtiği biliniyor. Bu alan enerjik parçacıkların istilasına karşı en az korunmaktadır ve bu nedenle güneş patlamaları sırasında mürettebatın ve yolcuların radyasyona maruz kalma tehlikesi artar. Güneş patlamaları uçak uçuş irtifalarında radyasyon dozunu 20-30 kat artırıyor.
Son zamanlarda bazı havayolu ekiplerine güneş parçacıkları saldırısının başladığı bilgisi verildi. Kasım 2003'te meydana gelen son güçlü güneş patlamalarından biri, Chicago-Hong Kong uçuşundaki Delta mürettebatını yolu kapatmaya, hedeflerine daha düşük enlemli bir rota üzerinden uçmaya zorladı.
Dünya, atmosfer ve manyetik alan sayesinde kozmik radyasyondan korunmaktadır. Yörüngede, arka plan radyasyonu Dünya yüzeyindeki radyasyondan yüzlerce kat daha fazladır. Bir astronot her gün 0,3-0,8 milisievert radyasyon dozu alır; bu, göğüs röntgeninden yaklaşık beş kat daha fazladır. Uzayda çalışırken radyasyona maruz kalma oranı daha da yüksektir. Ve güçlü güneş patlamalarının olduğu anlarda istasyonda 50 günlük norma bir günde ulaşabiliyorsunuz. Tanrı böyle bir zamanda aşırı çalışmanızı yasakladı - tek çıkışta tüm kariyeriniz için izin verilen dozu, yani 1000 milisievert'i seçebilirsiniz. Normal şartlarda bu yolculuk dört yıl sürerdi; daha önce kimse bu kadar uzun süre uçmamıştı. Üstelik böyle tek bir maruz kalmanın sağlığa vereceği zarar, yıllar boyunca maruz kalınan maruziyetten önemli ölçüde daha yüksek olacaktır.
Ancak alçak Dünya yörüngeleri hâlâ nispeten güvenli. Dünyanın manyetik alanı, güneş rüzgarından gelen yüklü parçacıkları yakalayarak radyasyon kuşakları oluşturur. Dünyayı ekvatorda 1.000 ila 50.000 kilometre yükseklikte çevreleyen geniş bir çörek şeklindedirler. Maksimum parçacık yoğunluğuna yaklaşık 4.000 ve 16.000 kilometre yükseklikte ulaşılır. Radyasyon kuşağındaki bir geminin uzun süreli gecikmesi, mürettebatın hayatı için ciddi bir tehdit oluşturur. Ay'a giderken onları geçen Amerikalı astronotlar, birkaç saat içinde 10-20 milisievert doz alma riskiyle karşı karşıya kaldılar; bu, yörüngede bir ay çalıştıklarında olduğu gibi.
Gezegenler arası uçuşlarda mürettebatın radyasyondan korunması sorunu daha da ciddidir. Dünya, sert kozmik ışınların yarısını perdeliyor ve manyetosferi, güneş rüzgârının akışını neredeyse tamamen engelliyor. Uzayda ek koruyucu önlemler alınmadığı takdirde radyasyona maruz kalma miktarı kat kat artacaktır. Kozmik parçacıkları güçlü manyetik alanlarla saptırma fikri bazen tartışılıyor ancak pratikte koruma dışında hiçbir şey henüz çözülmedi. Kozmik radyasyon parçacıkları roket yakıtı tarafından iyi bir şekilde emilir, bu da tehlikeli radyasyona karşı koruma olarak dolu tankların kullanılmasını önerir.
Kutuplardaki manyetik alan küçük değil tam tersine büyüktür. Orada, neredeyse radyal olarak Dünya'ya doğru yönlendirilir, bu da radyasyon kuşaklarındaki manyetik alanlar tarafından yakalanan güneş rüzgarı parçacıklarının, belirli koşullar altında kutuplarda Dünya'ya doğru hareket ederek (çökelerek) auroralara neden olmasına yol açar. ISS yörüngesi ekvator bölgesine daha yakın geçtiği için bu durum astronotlar için bir tehlike oluşturmuyor. Tehlike, Dünya'ya doğru yönlendirilen maddenin (çoğunlukla protonların) koronal püskürmeleri ile M ve X sınıfı güçlü güneş patlamalarından kaynaklanmaktadır. Bu durumda astronotlar ek radyasyondan korunma önlemleri kullanırlar.
Cevap
ALINTI: "... Maddeyle en etkili etkileşim, kozmik ışınların diğer parçacıklardan daha fazlasını içerdiği protonlar değil, ağır parçacıklar - karbon, oksijen, demir..."dir...."
Lütfen cahillere açıklayın - güneş rüzgarındaki karbon, oksijen, demir parçacıkları (sizin yazdığınız gibi kozmik ışınlar) nereden geldi ve bir uzay giysisi aracılığıyla gözün yapıldığı maddeye nasıl girebilirler?
Cevap
2 yorum daha
Açıklayayım... Güneş ışığı fotonlardır(delici radyasyon olan gama ışınları ve x-ışınları dahil).
Daha fazlası var güneş rüzgarı. Parçacıklar. Örneğin Güneş'ten ve Güneş'e uçan elektronlar, iyonlar, atom çekirdekleri. Orada çok az sayıda ağır çekirdek (helyumdan daha ağır) vardır, çünkü Güneş'te bunlardan çok azı vardır. Ancak çok sayıda alfa parçacığı (helyum çekirdeği) vardır. Ve prensip olarak, demirden daha hafif olan herhangi bir çekirdek ulaşabilir (tek soru, gelenlerin sayısıdır). Güneş'te (özellikle onun dışında) demir sentezi demirden öteye gitmez. Bu nedenle Güneş'ten yalnızca demir ve daha hafif bir şey (örneğin aynı karbon) gelebilir.
Dar anlamda kozmik ışınlar- Bu özellikle yüksek hızlı yüklü parçacıklar(ve şarj edilmemiş olanlar da), güneş sisteminin dışından geliyor (çoğunlukla). Ve ayrıca - oradan nüfuz eden radyasyon(bazen “ışınların” arasına dahil edilmeden ayrı olarak kabul edilir).
Diğer parçacıkların yanı sıra kozmik ışınlar herhangi bir atomun çekirdeğini içerir(elbette farklı miktarlarda). Neyse ağır çekirdekler bir maddeye dönüştüklerinde yollarına çıkan her şeyi iyonlaştırırlar(ve ayrıca - bir yana: ikincil iyonlaşma var - zaten yol boyunca devrilen şey yüzünden). Ve eğer yüksek hıza (ve kinetik enerjiye) sahiplerse, o zaman çekirdekler bu aktiviteye (maddenin içinde uçuş ve iyonlaşmasına) uzun süre katılacak ve yakında durmayacak. Sırasıyla, her şeyin üzerinden uçacak ve yoldan sapmayacak- neredeyse tüm kinetik enerjilerini harcayana kadar. Doğrudan başka bir gülleye çarpsalar bile (ki bu nadiren olur), neredeyse hareketlerinin yönünü değiştirmeden topu bir kenara atabilirler. Ya da yana doğru değil, aşağı yukarı bir yönde daha da uçacak.
Bir arabanın diğerine son hızla çarptığını hayal edin. Duracak mı? Ve hızının saatte binlerce kilometre (daha da iyisi - saniyede!) olduğunu ve gücünün her türlü darbeye dayanmasına izin verdiğini hayal edin. Bu uzaydan gelen çekirdek.
Geniş anlamda kozmik ışınlar- bunlar dar bir şekilde kozmik ışınlar, artı güneş rüzgarı ve Güneş'ten gelen nüfuz eden radyasyondur. (Ayrı olarak kabul edilirse, ya da nüfuz eden radyasyon olmadan).
Güneş rüzgarı, güneş koronasından çevredeki dış uzaya 300-1200 km/s hızla akan iyonize parçacıkların (çoğunlukla helyum-hidrojen plazması) akışıdır. Gezegenlerarası ortamın ana bileşenlerinden biridir.
Manyetik fırtınalar ve auroralar gibi uzay havası olayları da dahil olmak üzere birçok doğal olay güneş rüzgârıyla ilişkilidir.
“Güneş rüzgarı” (Güneş'ten Dünya'ya 2-3 günde seyahat eden iyonize parçacıklardan oluşan bir akış) ve “güneş ışığı” (Güneş'ten Dünya'ya ortalama 8 dakikada seyahat eden bir foton akışı) kavramları 17 saniye) karıştırılmamalıdır.
Güneş rüzgarı nedeniyle Güneş her saniye yaklaşık bir milyon ton madde kaybeder. Güneş rüzgarı öncelikle elektronlardan, protonlardan ve helyum çekirdeklerinden (alfa parçacıkları) oluşur; diğer elementlerin çekirdekleri ve iyonize olmayan parçacıklar (elektriksel olarak nötr) çok küçük miktarlarda bulunur.
Güneş rüzgarı her ne kadar Güneş'in dış katmanından gelse de bu katmandaki elementlerin bileşimini yansıtmaz çünkü farklılaşma süreçleri sonucunda bazı elementlerin bolluğu artar, bazılarının ise azalır (FIP etkisi).
Kozmik ışınlar, uzayda yüksek enerjilerle hareket eden temel parçacıklar ve atom çekirdekleridir.
Kozmik ışınların kökenlerine göre sınıflandırılması:
- Galaksimizin dışında
- Galakside
- güneşte
- gezegenlerarası uzayda
Ekstragalaktik ve galaktik ışınlara genellikle birincil denir. Dünya atmosferinden geçen ve dönüşen parçacıkların ikincil akışlarına genellikle ikincil denir.
Kozmik ışınlar, Dünya yüzeyinde ve atmosferdeki doğal radyasyonun (arka plan radyasyonu) bir bileşenidir.
Kozmik ışınların enerji spektrumu, protonların enerjisinin %43'ünü, helyumun enerjisinin (alfa parçacıkları) %23'ünü ve diğer parçacıkların aktardığı enerjinin %34'ünü oluşturur.
Parçacık sayısına göre kozmik ışınların %92'si protonlar, %6'sı helyum çekirdeği, yaklaşık %1'i daha ağır elementler ve yaklaşık %1'i elektronlardan oluşur.
Geleneksel olarak kozmik ışınlarda gözlemlenen parçacıklar şu gruplara ayrılır... sırasıyla protonlar, alfa parçacıkları, hafif, orta, ağır ve süper ağır... Birincil kozmik radyasyonun kimyasal bileşiminin bir özelliği, anormal derecede yüksek (birkaç bin) yıldızların ve yıldızlararası gazın bileşimine kıyasla L grubu çekirdeklerinin (lityum, berilyum, bor) içeriği. Bu fenomen, kozmik parçacıkların üretim mekanizmasının öncelikle yıldızlararası ortamın protonları ile etkileşime girdiğinde daha hafif çekirdeklere bozunan ağır çekirdekleri hızlandırdığı gerçeğiyle açıklanmaktadır.
Cevap
Yorum
O halde bu yazı dizisi tam size göre... İyonlaştırıcı radyasyonun doğal kaynakları, radyasyonun tıpta kullanımı ve diğer ilginç şeylerden bahsedeceğiz.
İyonlaştırıcı radyasyon kaynakları geleneksel olarak doğal ve yapay olmak üzere iki gruba ayrılır. Doğal kaynaklar her zaman vardı, ancak yapay olanlar 19. yüzyılda insan uygarlığı tarafından yaratıldı. Radyasyonun keşfiyle ilişkilendirilen iki büyük bilim adamının örneğini kullanarak bunu açıklamak kolaydır. Antoine Henri Becquerel, uranyumdan (doğal bir kaynak) iyonlaştırıcı radyasyon keşfetti ve Wilhelm Conrad Roentgen, özel olarak oluşturulmuş bir cihazda (yapay bir kaynak olarak bir X-ışını tüpü) hızlandırılan elektronlar yavaşlatıldığında iyonlaştırıcı radyasyonu keşfetti. Sıradan bir Ukrayna vatandaşının yıl boyunca çeşitli yapay ve doğal kaynaklardan hangi radyasyon dozlarını (iyonlaştırıcı radyasyonun insan vücudu üzerindeki etkisinin niceliksel bir özelliği) aldığını yüzde ve dijital eşdeğer olarak analiz edelim (Şekil 1).
Pirinç. 1. Ukrayna nüfusunun yıllık etkin radyasyon dozunun yapısı ve ağırlıklı ortalama değerleri
Gördüğünüz gibi radyasyonun büyük kısmını doğal radyasyon kaynaklarından alıyoruz. Peki bu doğal kaynaklar uygarlığın ilk aşamalarındaki haliyle aynı mı kaldı? Eğer öyleyse endişelenmenize gerek yok çünkü bu tür radyasyona uzun zamandır uyum sağladık. Ancak ne yazık ki durum böyle değil. İnsan aktivitesi, doğal radyoaktif kaynakların yoğunlaşmasına ve insanlar üzerindeki etki olasılığının artmasına yol açmaktadır.
Radyasyonun insanı etkileme ihtimalinin arttığı yerlerden biri de uzaydır. Radyasyona maruz kalmanın yoğunluğu deniz seviyesinden yüksekliğe bağlıdır. Böylece astronotlar, pilotlar ve hava taşımacılığı yolcularının yanı sıra dağlarda yaşayan nüfus da ek bir doz radyasyon alıyor. Bunun insanlar için ne kadar tehlikeli olduğunu ve uzayın hangi “radyasyon” sırlarını sakladığını bulmaya çalışalım.
Uzayda radyasyon: Astronotlar için tehlike nedir?
Her şey Amerikalı fizikçi ve astrofizikçi James Alfred Van Allen'ın yörüngeye fırlatılan ilk uyduya bir Geiger-Muller sayacı eklemeye karar vermesiyle başladı. Bu cihazın göstergeleri, dünya çapında yoğun bir radyasyon kuşağının varlığını resmen doğruladı. Peki uzaydan nereden geldi? Radyoaktivitenin uzayda çok uzun bir süredir, hatta Dünya'nın ortaya çıkmasından önce bile var olduğu, dolayısıyla uzayın sürekli olarak radyasyonla dolduğu ve dolduğu bilinmektedir. Araştırmanın ardından bilim adamları, uzaydaki radyasyonun ya güneşten, patlamalar sırasında ya da bizim ve diğer galaksilerdeki yüksek enerjili olayların bir sonucu olarak ortaya çıkan kozmik ışınlardan kaynaklandığı sonucuna vardılar.
Radyasyon kuşaklarının Dünya yüzeyinden 800 km yükseklikte başladığı ve 24.000 km'ye kadar uzandığı tespit edildi. Uluslararası Havacılık Federasyonu'nun sınıflandırmasına göre, yüksekliği 100 km'yi aşan bir uçuş, uzay olarak kabul edilir. Buna göre astronotlar, büyük dozda kozmik radyasyon almaya karşı en savunmasız olanlardır. Uzayda ne kadar yükseğe çıkarlarsa radyasyon kuşaklarına o kadar yakın olurlar, dolayısıyla önemli miktarda radyasyon alma riski de o kadar artar.
ABD Ulusal Havacılık ve Uzay Dairesi'nin (NASA) radyasyonun insanlar üzerindeki etkilerini inceleyen programının bilimsel direktörü Francis Cucinotta, bir keresinde astronotların uzun süreli uçuşları sırasında uzay radyasyonunun en rahatsız edici sonucunun katarakt gelişimi olduğunu belirtmişti: yani göz merceğinin bulanıklaşmasıdır. Üstelik kanser riski de var. Ancak Cucinotta, uçuştan sonra astronotlar için aşırı derecede korkunç sonuçların yaşanmadığını da kaydetti. Kendisi yalnızca kozmik radyasyonun astronotları nasıl etkilediği ve bu etkinin gerçek sonuçlarının neler olduğu konusunda hala bilinmeyen çok şeyin olduğunu vurguladı.
Astronotların uzaydaki radyasyondan korunması konusu her zaman öncelikli olmuştur. Geçen yüzyılın 60'lı yıllarında bilim adamları omuz silktiler ve astronotları kozmik radyasyondan nasıl koruyacaklarını bilmiyorlardı, özellikle de uzaya gitmek gerektiğinde. 1966'da bir Sovyet kozmonotu nihayet uzaya gitmeye karar verdi, ama çok ağır bir kurşun elbiseyle. Daha sonra teknolojik ilerlemeler soruna çözümler geliştirdi, daha hafif ve daha güvenli giysiler yaratıldı.
Uzayın keşfi her zaman bilim adamlarını, araştırmacıları ve astronotları cezbetmiştir. Yeni gezegenlerin sırları, insanlığın Dünya gezegenindeki daha da gelişmesi için faydalı olabilir, ancak aynı zamanda tehlikeli de olabilir. Curiosity'nin Mars misyonu bu yüzden önemliydi. Ancak makalenin ana odağından sapmayalım ve gezicideki ilgili cihaz tarafından kaydedilen radyasyona maruz kalma sonuçlarına odaklanalım. Bu cihaz uzay aracının içine yerleştirildi, dolayısıyla okumaları bir astronotun halihazırda insanlı bir uzay aracında alabileceği gerçek dozu gösteriyor. Ölçüm sonuçlarını işleyen bilim adamları hayal kırıklığı yaratan veriler bildirdiler: Eşdeğer radyasyon dozu, nükleer santral çalışanları için izin verilen maksimum dozun 4 katıydı. Ukrayna'da sürekli veya geçici olarak doğrudan iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarıyla çalışanlar için radyasyon dozu sınırı 20 mSv'dir.
Uzayın en uzak noktalarını keşfetmek, geleneksel enerji kaynakları kullanılarak teknik olarak gerçekleştirilemeyecek görevleri gerektirir. Bu sorun nükleer enerji kaynaklarının yani izotop pillerin ve reaktörlerin kullanılmasıyla çözüldü. Bu kaynaklar kendi türlerinde benzersizdir çünkü yüksek enerji potansiyeline sahiptirler ve bu da uzaydaki görevlerin yeteneklerini önemli ölçüde artırır. Örneğin güneş sisteminin dış sınırlarına sonda uçuşları mümkün hale geldi. Bu tür uçuşların süresi oldukça uzun olduğundan güneş panelleri uzay araçları için güç kaynağı olarak uygun değildir.
Madalyonun diğer yüzü ise radyoaktif kaynakların uzayda kullanılmasıyla ilişkili potansiyel risklerdir. Temel olarak, bu öngörülemeyen veya acil durum tehlikesidir. Uzaya nükleer güç kaynakları taşıyan nesneler fırlatan devletlerin bireyleri, toplumları ve biyosferi radyolojik tehlikelerden korumak için her türlü çabayı göstermesinin nedeni budur. Bu koşullar, nükleer güç kaynaklarının uzayda kullanımına ilişkin ilkelerde tanımlanmış ve 1992 yılında Birleşmiş Milletler (BM) Genel Kurulu'nun kararıyla kabul edilmiştir. Aynı prensipler aynı zamanda, üzerinde nükleer güç kaynakları bulunan bir uzay nesnesini fırlatan herhangi bir devletin, uzay nesnesinde bir arıza ortaya çıkması ve radyoaktif maddelerin Dünya'ya geri dönme tehlikesi olması durumunda ilgili ülkeleri derhal bilgilendirmesi gerektiğini de şart koşuyor.
Ayrıca Birleşmiş Milletler, Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı (IAEA) ile birlikte, uzayda nükleer enerji kaynaklarının güvenli kullanımının sağlanmasına yönelik bir çerçeve geliştirdi. Bunların, UAEK güvenlik standartlarını, fırlatma, işletme ve hizmetten çıkarma gibi tüm görev aşamalarında uzay varlıklarında nükleer güç kaynaklarının kullanımına yönelik ek güvenlik önlemlerini dikkate alan üst düzey rehberlikle tamamlaması amaçlanmaktadır.
Hava taşımacılığını kullanırken radyasyondan korkmalı mıyım?
Radyasyon taşıyan kozmik ışınlar gezegenimizin hemen her köşesine ulaşıyor ancak radyasyon orantısız bir şekilde yayılıyor. Dünyanın manyetik alanı önemli miktarda yüklü parçacığı ekvator bölgesinden uzağa saptırır, böylece Kuzey ve Güney Kutuplarında daha fazla radyasyon yoğunlaşır. Üstelik daha önce de belirtildiği gibi kozmik ışınım yüksekliğe bağlıdır. Deniz seviyesinde yaşayanlar kozmik radyasyondan yılda yaklaşık 0,003 mSv alırken, 2 km seviyesinde yaşayanlar bunun iki katı kadar radyasyon alabilmektedir.
Bilindiği üzere yolcu uçaklarının seyir hızı 900 km/saat iken, hava direnci ve kaldırma kuvveti oranı dikkate alındığında bir uçağın optimum uçuş yüksekliği genellikle yaklaşık 9-10 km civarındadır. Yani bir uçak bu kadar yüksekliğe çıktığında radyasyona maruz kalma seviyesi 2 km'deki seviyenin neredeyse 25 katına çıkabiliyor.
Transatlantik uçuşlardaki yolcular, uçuş başına en yüksek miktarda radyasyona maruz kalıyor. ABD'den Avrupa'ya uçarken kişi ek olarak 0,05 mSv alabilir. Gerçek şu ki, dünya atmosferi kozmik radyasyona karşı uygun koruyucu korumaya sahiptir, ancak bir uçak yukarıda belirtilen optimum yüksekliğe yükseltildiğinde bu koruma kısmen ortadan kalkar ve bu da ek radyasyon maruziyetine yol açar. Bu nedenle okyanus boyunca sık sık yapılan uçuşlar vücudun artan dozda radyasyon alma riskini artırır. Örneğin, bu tür 4 uçuş bir kişiye 0,4 mSv'lik bir doza mal olabilir.
Pilotlardan bahsedecek olursak burada durum biraz farklı. Sık sık Atlantik üzerinden uçtuklarından havayolu pilotlarının maruz kaldığı radyasyon dozu yılda 5 mSv'i aşabilmektedir. Ukrayna standartlarına göre, böyle bir doz alırken, kişiler zaten başka bir kategoriye eşittir - iyonlaştırıcı radyasyon kaynaklarıyla doğrudan çalışmaya dahil olmayan, ancak işyerlerinin tesislerdeki ve tesislerin endüstriyel sitelerindeki konumu nedeniyle. radyasyon-nükleer teknolojiler, ek maruziyete maruz kalabilirler. Bu kişiler için radyasyon dozu limiti yıllık 2 mSv olarak belirlenmiştir.
Uluslararası Atom Enerjisi Ajansı bu konuya büyük ilgi gösteriyor. IAEA bir dizi güvenlik standardı geliştirmiştir ve uçak mürettebatının maruz kalma sorunu da bu belgelerden birinde yansıtılmaktadır. Ajansın tavsiyelerine göre, ulusal düzenleyici makam veya diğer uygun ve yetkili makam, uçak mürettebatı için referans doz seviyesinin belirlenmesinden sorumludur. Bu dozun aşılması durumunda, uçak mürettebatı işverenlerinin dozları değerlendirmek ve bunları kaydetmek için uygun önlemleri alması gerekir. Ayrıca, kadın uçak mürettebatını, kozmik radyasyona maruz kalmanın embriyo veya fetüs üzerindeki riskleri ve hamilelik konusunda erken uyarının gerekliliği konusunda bilgilendirmelidirler.
Uzay, radyoaktif atıkların bertaraf edildiği bir yer olarak düşünülebilir mi?
Kozmik radyasyonun, insanlık için yıkıcı sonuçları olmasa da, insan radyasyonunun seviyesini artırabildiğini zaten görmüştük. Pek çok bilim insanı kozmik ışınların insanlar üzerindeki etkisini değerlendirirken aynı zamanda uzayın insanlığın ihtiyaçları doğrultusunda kullanılması ihtimalini de araştırıyor. Bu makale bağlamında radyoaktif atıkların uzaya gömülmesi fikri oldukça belirsiz ve ilginç görünüyor.
Gerçek şu ki, nükleer enerjinin aktif olarak kullanıldığı ülkelerdeki bilim adamları, sürekli biriken radyoaktif atıkların güvenli bir şekilde tutulabileceği yerleri sürekli arıyorlar. Bazı bilim insanları tarafından uzayın tehlikeli atıklar için potansiyel bir yer olduğu da değerlendiriliyor. Örneğin, Dnepropetrovsk'ta bulunan Yuzhnoye Devlet Tasarım Bürosu'ndan uzmanlar, Uluslararası Astronotik Akademisi ile birlikte, atıkları derin uzaya gömme fikrinin uygulanmasının teknik bileşenlerini inceliyorlar.
Bir yandan bu tür atıkların uzaya gönderilmesi, herhangi bir zamanda ve sınırsız miktarda gerçekleştirilebilmesi nedeniyle çok uygundur ve bu da bu atığın ekosistemimizdeki geleceği sorusunu ortadan kaldırmaktadır. Üstelik uzmanların belirttiği gibi bu tür uçuşlar çok fazla hassasiyet gerektirmiyor. Ancak öte yandan bu yöntemin zayıf yönleri de var. Temel sorun, bir fırlatma aracının fırlatılmasının tüm aşamalarında Dünya biyosferinin güvenliğini sağlamaktır. Çalıştırma sırasında kaza olasılığı oldukça yüksektir ve neredeyse %2-3 olduğu tahmin edilmektedir. Fırlatma aracının fırlatma sırasında, uçuş sırasında patlaması veya patlaması veya düşmesi, tehlikeli radyoaktif atıkların önemli ölçüde yayılmasına neden olabilir. Bu nedenle, bu yöntemi incelerken, herhangi bir acil durumda güvenlik konusuna asıl dikkat gösterilmelidir.
Ukrayna Devlet Nükleer Düzenleme Kurumu Başkan Yardımcısı Olga Makarovskaya; SSTC NRS Bilgi ve Teknik Departmanı bilgi destek sektörünün önde gelen mühendisi Dmitry Chumak, 03/10/2014
https://site/wp-content/uploads/2015/09/diagram11.jpg 450 640 yönetici //site/wp-content/uploads/2017/08/Logo_Uatom.pngyönetici 2015-09-29 09:58:38 2017-11-06 10:52:43 Radyasyon ve uzay: bilmeniz gerekenler? (“Uzayın gizlediği radyasyon” sırları)Orijinal alınan sokolov9686 Peki Amerikalılar ayda mıydı?...
Yeryüzünden 24.000 km yukarıda radyasyon tüm canlıları öldürür
Daha önce de belirtildiği gibi, Amerikalılar uzay programlarına başlar başlamaz bilim adamları James Van Allen oldukça önemli bir keşifte bulundu. Yörüngeye fırlattıkları ilk Amerikan yapay uydusu Sovyet uydusundan çok daha küçüktü ama Van Allen ona bir Geiger sayacı takmayı düşündü. Böylece 19. yüzyılın sonlarında dile getirilenler resmen doğrulanmış oldu. seçkin bilim adamı Nikola Tesla, Dünya'nın yoğun bir radyasyon kuşağıyla çevrili olduğunu varsaydı.
Apollo 8 görevi sırasında astronot William Anders tarafından çekilen Dünya fotoğrafı (NASA arşivleri)
Ancak Tesla, akademik bilim tarafından büyük bir eksantrik ve hatta deli olarak görülüyordu, bu nedenle Güneş'in ürettiği devasa elektrik yükü hakkındaki hipotezleri uzun süre rafa kaldırıldı ve "güneş rüzgarı" terimi gülümsemelerden başka bir şeye neden olmadı. . Ancak Van Allen sayesinde Tesla'nın teorileri yeniden canlandırıldı. Van Allen ve diğer bazı araştırmacıların teşvikiyle şu tespit edildi: Uzaydaki radyasyon kuşakları Dünya yüzeyinden 800 km yükseklikte başlar ve 24.000 km'ye kadar uzanır. Buradaki radyasyon seviyesi az çok sabit olduğundan, gelen radyasyonun yaklaşık olarak çıkan radyasyona eşit olması gerekir. Aksi takdirde, ya Dünya'yı bir fırında olduğu gibi "pişirene" kadar birikecek ya da kuruyacaktır. Bununla ilgili olarak Van Allen şunu yazdı:
“Radyasyon kuşakları, Güneş'ten sürekli olarak doldurulan ve atmosfere sızan, sızdıran bir gemiye benzetilebilir. Güneş parçacıklarının büyük bir kısmı gemiden taşar ve özellikle kutup bölgelerinde sıçrayarak kutup ışıklarına, manyetik fırtınalara ve diğer benzer olaylara yol açar.
Van Allen kuşaklarından gelen radyasyon güneş rüzgârına bağlıdır. Ayrıca bu radyasyonu kendi içlerinde odaklıyor veya yoğunlaştırıyor gibi görünüyorlar. Ancak yalnızca doğrudan Güneş'ten gelenleri kendi içlerinde yoğunlaştırabildikleri için bir soru daha cevapsız kalıyor: Evrenin geri kalanında ne kadar radyasyon var?
Nasa | Heliofizik | Uydu yeni bir radyasyon kuşağı keşfetti!
Van Allen halkaları hakkında 28.30 dakikalık radyasyon her şeyi öldürür
Avrupa'da regolitlerin oldukça büyük parçalar halinde ücretsiz olarak sergilendiği çok sayıda müze var. İnanmıyorsanız müzelerin adresleri orada, kontrol etmek çok kolay.
Örneğin Toulouse Cité de l'Espace'de bir taş var:
Orijinal alınan diş V NASA neden “ay toprağını” tüm dünyadan saklıyor?
Amerikalıların Ay'dan 378 kg ay toprağı ve kaya getirdiğine inanılıyor. En azından NASA'nın söylediği bu. Bu neredeyse dört merkez. Bu kadar miktarda toprağı yalnızca astronotların getirebileceği açıktır: hiçbir uzay istasyonu bunu yapamaz.
Kayalar fotoğraflandı, kopyalandı ve NASA'nın ay filmlerinde düzenli olarak yer aldı. Bu filmlerin birçoğunda uzman ve yorumcu rolünü, bu taşların çoğunu Ay'da bizzat topladığı iddia edilen Apollo 17 astronot-jeologu Dr. Harrison Schmidt canlandırıyor.
Amerika'nın bu kadar ay zenginliğiyle onları şok etmesini, mümkün olan her şekilde ve hatta birine göstermesini ve ana rakibine 30-50 kilogram ödül vermesini beklemek mantıklı. Burada araştırın, başarılarımızdan emin olun diyorlar... Ama nedense bu olmuyor. Bize çok az toprak verdiler. Ancak "onların" (yine NASA'ya göre) 45 kg ay toprağı ve taşı aldı.
Doğru, özellikle titiz bazı araştırmacılar, bilim merkezlerinin ilgili yayınlarına dayanarak hesaplamalar yaptılar ve bu 45 kg'ın Batılı bilim adamlarının laboratuvarlarına bile ulaştığına dair ikna edici kanıtlar bulamadılar. Üstelik onlara göre, şu anda dünyada laboratuvardan laboratuvara 100 g'dan fazla Amerikan ay toprağının dolaşmadığı, dolayısıyla bir araştırmacının genellikle yarım gram kaya aldığı ortaya çıktı.
Yani NASA, ay toprağına, cimri bir şövalyenin altına davrandığı gibi davranıyor: değerli sentleri bodrumlarında, güvenli bir şekilde kilitlenmiş sandıklarda saklıyor ve araştırmacılara yalnızca önemsiz gramlar veriyor. SSCB de bu kaderden kaçamadı.
O zamanlar ülkemizde ay toprağıyla ilgili tüm çalışmaların önde gelen bilimsel kuruluşu SSCB Bilimler Akademisi Jeokimya Enstitüsü (şimdi GEOKHI RAS) idi. Bu enstitünün meteoritoloji bölümünün başkanı Dr. M.A. Nazarov şunları bildiriyor: “Amerikalılar, tüm Apollo keşif gezilerinden SSCB'ye 29,4 gram (!) Ay regoliti (başka bir deyişle ay tozu) transfer ettiler ve bizim koleksiyonumuzdan “Luna-16, 20 ve 24” örnek koleksiyonumuzdan yurtdışında 30,2 yayınlandı. G." Aslında Amerikalılar, herhangi bir otomatik istasyon tarafından teslim edilebilecek ay tozunu bizimle değiştirdiler, ancak astronotların ağır parke taşları getirmesi gerekiyordu ve en ilginç şey onlara bakmak.
NASA aydaki iyiliklerin geri kalanıyla ne yapacak? Ah, bu bir "şarkı".
Kalemlerinden ay toprağı hakkında birden fazla kitap yayınlanmış yetkin Sovyet yazarları, "ABD'de, teslim edilen örneklerin büyük bir kısmının, bunları incelemenin yeni, daha gelişmiş yolları geliştirilinceye kadar tamamen sağlam tutulmasına karar verildi" diye yazıyor. .
Amerikalı uzman J. A. Wood, NASA'nın pozisyonunu şöyle açıklıyor: "Gelecek nesil bilim adamlarının incelemesi için her bir numunenin çoğunluğuna dokunulmamış ve kirlenmemiş bir şekilde bırakarak minimum miktarda malzeme tüketmek gerekiyor."
Açıkçası Amerikalı uzman, ne şimdi ne de gelecekte hiç kimsenin bir daha Ay'a uçmayacağına inanıyor. Bu nedenle ay toprağının merkezlerini gözlerimizden daha iyi korumamız gerekiyor. Aynı zamanda modern bilim adamları da aşağılanıyorlar: Cihazlarıyla bir maddedeki her bir atomu inceleyebiliyorlar, ancak güvenleri reddediliyor; yeterince olgun değiller. Ya da burunlarıyla çıkmadılar. NASA'nın gelecekteki bilim adamlarına yönelik bu ısrarlı endişesi, hayal kırıklığı yaratan gerçeği gizlemek için uygun bir bahane olma olasılığı daha yüksektir: depolarında ne ay kayaları ne de beşte bir ay toprağı vardır.
Başka bir tuhaf şey: "Ay" uçuşlarının tamamlanmasının ardından NASA aniden araştırmaları için ciddi bir para sıkıntısı yaşamaya başladı.
1974 yılı itibarıyla Amerikalı araştırmacılardan biri şöyle yazıyor: “Örneklerin önemli bir kısmı Houston'daki uzay uçuş merkezinde yedek olarak saklanacak. Fonların azaltılması araştırmacı sayısını azaltacak ve araştırma hızını yavaşlatacaktır."
Aydan örnekler göndermek için 25 milyar dolar harcadıktan sonra NASA, aniden araştırmaları için hiç para kalmadığını keşfetti...
Sovyet ve Amerikan topraklarının değişiminin hikayesi de ilginçtir. İşte Sovyet döneminin ana resmi yayın organı Pravda gazetesinin 14 Nisan 1972 tarihli mesajı:
“13 Nisan'da NASA temsilcileri SSCB Bilimler Akademisi Başkanlığı'nı ziyaret etti. Ay toprağı örneklerinin Sovyet otomatik istasyonu "Luna-20" tarafından Dünya'ya teslim edilenlerden aktarımı gerçekleşti. Aynı zamanda, Sovyet bilim adamlarına Amerikan uzay aracı Apollo 15'in mürettebatı tarafından elde edilen ay toprağının bir örneği verildi. Değişim, SSCB Bilimler Akademisi ile NASA arasında Ocak 1971'de imzalanan bir anlaşma uyarınca yapıldı."
Artık son teslim tarihlerini geçmemiz gerekiyor.
Temmuz 1969 Apollo 11 astronotlarının 20 kg Ay toprağı getirdiği iddia ediliyor. SSCB bu miktardan hiçbir şey vermiyor. Bu noktada SSCB'nin henüz ay toprağı yok.
Eylül 1970 Luna-16 istasyonumuz Ay toprağını Dünya'ya ulaştırıyor ve bundan sonra Sovyet bilim adamlarının karşılığında sunacakları bir şey var. Bu durum NASA'yı zor durumda bırakıyor. Ancak NASA, 1971'in başında ay toprağını otomatik olarak Dünya'ya teslim edebileceğini umuyor ve bunu akılda tutarak Ocak 1971'de bir değişim anlaşması imzalandı. Ancak değişimin kendisi 10 ay daha gerçekleşmeyecek. Görünüşe göre ABD'de otomatik teslimatta bir şeyler ters gitti. Ve Amerikalılar ayaklarını sürümeye başlıyor.
Temmuz 1971İyi niyet meselesi olarak, SSCB tek taraflı olarak Luna-16'dan Amerika Birleşik Devletleri'ne 3 g toprak aktarıyor, ancak değişim anlaşması altı ay önce imzalanmış olmasına ve NASA'nın zaten 96 kg ay toprağına sahip olmasına rağmen ABD'den hiçbir şey almıyor. depolarındaki toprak (“Apollo 11, Apollo 12 ve Apollo 14'ten). Bir 9 ay daha geçti.
Nisan 1972 NASA sonunda ay toprağının bir örneğini teslim ediyor. Apollo 15'in uçuşunun (Temmuz 1971) üzerinden 8 ay geçmesine rağmen, Amerikan uzay aracı Apollo 15'in mürettebatı tarafından teslim edildiği iddia ediliyor. Bu zamana kadar NASA'nın depolarında (Apollo 11, Apollo 12, Apollo 14 ve Apollo 15'ten) 173 kg ay taşının bulunduğu iddia ediliyor.
Sovyet bilim adamları bu zenginliklerden, parametreleri Pravda gazetesinde yer almayan belirli bir örnek alıyor. Ama Dr. M.A. Nazarov, bu numunenin regolitten oluştuğunu ve kütlesinin 29 gramı geçmediğini biliyoruz.
Büyük ihtimalle Temmuz 1972'ye kadar Amerika Birleşik Devletleri'nde gerçek bir Ay toprağı yoktu. Görünüşe göre, 1972'nin ilk yarısında Amerikalılar, Ay'dan otomatik olarak teslim edilen ilk gram gerçek ay toprağını elde ettiler. Ancak o zaman NASA bir değişim yapmaya hazır olduğunu gösterdi.
Ve son yıllarda Amerikalıların ay toprağı (daha doğrusu ay toprağı diye aktardıkları) tamamen yok olmaya başladı. 2002 yazında, Amerikan NASA Uzay Merkezi müzesinin depolarından çok sayıda ay maddesi örneği (neredeyse 3 sent ağırlığında bir kasa) ortadan kayboldu. Johnson Houston'da.
Hiç uzay merkezinden 300 kg'lık kasayı çalmayı denediniz mi? Ve sakın denemeyin: bu çok zor ve tehlikeli bir iş. Ancak polisin şaşırtıcı derecede hızlı bir şekilde izini bulduğu hırsızlar kolaylıkla başarıya ulaştı. Kayboldukları dönemde binada çalışan Tiffany Fowler ve Ted Roberts, Florida'daki bir restoranda FBI ve NASA'nın özel ajanları tarafından tutuklandı. Daha sonra üçüncü suç ortağı Shae Saur Houston'da gözaltına alındı ve ardından çalıntı malların taşınmasına katkıda bulunan suçun dördüncü katılımcısı Gordon Mac Water gözaltına alındı. Hırsızlar, NASA'nın ay misyonuna dair paha biçilmez kanıtları, Anvers'teki (Hollanda) bir mineraloji kulübünün web sitesi aracılığıyla gram başına 1000-5000 dolar fiyatla satmayı amaçlıyordu. Yurt dışından gelen bilgilere göre çalınan malların değerinin 1 milyon doların üzerinde olduğu belirtildi.
Birkaç yıl sonra - yeni bir talihsizlik. Amerika Birleşik Devletleri'nde, Virginia Beach bölgesinde, üzerlerindeki işaretlere bakılırsa göktaşı ve ay maddeleri örneklerinin bulunduğu iki küçük, mühürlü disk şeklinde plastik kutu, kimliği belirsiz hırsızlar tarafından bir arabadan çalındı. Bu tür örnekler, yani Uzay raporları, NASA tarafından "eğitim amacıyla" özel eğitmenlere aktarılıyor. Bu tür numuneleri almadan önce öğretmenler özel bir eğitimden geçiyor ve bu eğitim sırasında kendilerine bu ABD ulusal hazinesini nasıl uygun şekilde kullanacakları öğretiliyor. Ve "ulusal hazineyi" çalmanın çok kolay olduğu ortaya çıktı... Her ne kadar bu bir hırsızlık gibi görünmese de, delillerden kurtulmak için yapılan aşamalı bir hırsızlık gibi görünse de: gerekçe yok - "uygunsuz" soru yok.
07.12.2016
Curiosity gezici, radyasyona maruz kalmanın yoğunluğunu belirlemek için gemide bir RAD cihazı taşıyor. Curiosity, Mars'a uçuşu sırasında arka plan radyasyonunu ölçtü ve bugün NASA ile çalışan bilim insanları bu sonuçlar hakkında konuştu. Gezici bir kapsül içinde uçtuğundan ve radyasyon sensörü kapsülün içine yerleştirildiğinden, bu ölçümler pratik olarak insanlı bir uzay aracında mevcut olacak radyasyon arka planına karşılık gelir.RAD cihazı, dedektör görevi gören üç silikon katı hal plakasından oluşur. Ek olarak sintilatör olarak kullanılan bir sezyum iyodür kristali vardır. RAD, iniş sırasında zirveye bakacak ve 65 derecelik bir alanı yakalayacak şekilde konumlandırılmıştır.
Aslında geniş bir aralıktaki iyonlaştırıcı radyasyonu ve yüklü parçacıkları tespit eden bir radyasyon teleskopudur.
Emilen radyasyona maruz kalmanın eşdeğer dozu, ISS dozundan 2 kat daha yüksektir.
Mars'a altı aylık bir uçuş, yaklaşık olarak alçak Dünya yörüngesinde geçirilen 1 yıla eşdeğerdir. Seferin toplam süresinin yaklaşık 500 gün olması gerektiği dikkate alındığında beklenti pek iyimser değil.
İnsanlar için biriken 1 Sievert radyasyonu kanser riskini %5 artırır. NASA, astronotlarının kariyerleri boyunca %3'ten fazla risk veya 0,6 Sievert'ten fazla biriktirmemesine izin veriyor.
Astronotların yaşam beklentisi ülkelerinin ortalamasından daha düşüktür. Ölümlerin en az dörtte biri kanserden kaynaklanıyor.
Uçan 112 Rus kozmonottan 28'i artık aramızda değil. Beş kişi öldü: Yuri Gagarin - savaşçıda, Vladimir Komarov, Georgy Dobrovolsky, Vladislav Volkov ve Viktor Patsayev - yörüngeden Dünya'ya dönerken. Vasily Lazarev, düşük kaliteli alkolden zehirlenerek öldü.
Yıldız okyanusunun kalan 22 fatihinden dokuzunun ölüm nedeni onkolojiydi. Anatoly Levchenko (47 yaşında), Yuri Artyukhin (68), Lev Demin (72), Vladimir Vasyutin (50), Gennady Strekalov (64), Gennady Sarafanov (63), Konstantin Feoktistov (83), Vitaly Sevastyanov (75) öldü kanser). Kanserden ölen başka bir astronotun resmi ölüm nedeni açıklanmadı. Dünyanın ötesindeki uçuşlar için en sağlıklı ve güçlü olanlar seçiliyor.
Yani kanserden ölen 22 astronottan dokuzu %40,9'u oluşturuyor. Şimdi bir bütün olarak ülke için benzer istatistiklere bakalım. Geçen yıl 1 milyon 768 bin 500 Rus dünyayı terk etti (Rosstat verileri). Aynı zamanda 173,2 bin kişi dış nedenlerden (ulaşım acilleri, alkol zehirlenmesi, intihar, cinayet) öldü. Geriye 1 milyon 595 bin 300 kalıyor. Kaç vatandaşımız onkoloji nedeniyle öldürüldü? Cevap: 265,1 bin kişi. Veya %16,6. Şimdi karşılaştıralım: %40,9 ve %16,6. Sıradan vatandaşların kanserden astronotlara göre 2,5 kat daha az öldüğü ortaya çıktı.
ABD astronot birlikleri hakkında benzer bir bilgi yok. Ancak parçalı veriler bile onkolojinin Amerikalı astronotları da etkilediğini gösteriyor. İşte bu korkunç hastalığın kurbanlarının eksik bir listesi: John Swigert Jr. - kemik iliği kanseri, Donald Slayton - beyin kanseri, Charles Veach - beyin kanseri, David Walker - kanser, Alan Shepard - lösemi, George Lowe - kolon kanseri, Ronald Paris - beyin tümörü beyin
Dünya yörüngesine yapılan bir uçuş sırasında, her mürettebat üyesi, sanki bir röntgen odasında 150-400 kez muayene edilmiş gibi aynı miktarda radyasyon alıyor.
ISS'deki günlük dozun 1 mSv'ye (dünyadaki insanlar için izin verilen yıllık doz) kadar olduğu dikkate alındığında, astronotların yörüngede kalabilecekleri maksimum süre, tüm kariyerleri boyunca yaklaşık 600 gün ile sınırlıdır.
Mars'ta, atmosfer ve içindeki toz süspansiyonu nedeniyle radyasyonun uzaydakinden yaklaşık iki kat daha düşük olması gerekir, yani ISS'nin seviyesine karşılık gelir, ancak kesin göstergeler henüz yayınlanmamıştır. Toz fırtınalarının olduğu günlerdeki RAD göstergeleri ilginç olacak - Mars tozunun radyasyon kalkanı olarak ne kadar iyi olduğunu öğreneceğiz.
Artık Dünya'ya yakın yörüngede kalma rekoru 55 yaşındaki Sergei Krikalev'e ait - 803 günü var. Ancak bunları aralıklı olarak topladı - 1988'den 2005'e kadar toplamda 6 uçuş yaptı.
Uzaydaki radyasyon temel olarak iki kaynaktan gelir: Güneş'ten, patlamalar ve koronal püskürmeler sırasında ve süpernova patlamaları veya bizim ve diğer galaksilerdeki diğer yüksek enerjili olaylar sırasında meydana gelen kozmik ışınlardan.
Resimde: Güneş “rüzgârı” ile Dünyanın manyetosferinin etkileşimi.
Kozmik ışınlar gezegenler arası yolculuk sırasında radyasyonun büyük kısmını oluşturur. Günde 1,8 mSv radyasyon payına sahiptirler. Curiosity'nin Güneş'ten biriktirdiği radyasyonun yalnızca yüzde üçü. Bu aynı zamanda uçuşun nispeten sakin bir zamanda gerçekleşmesinden de kaynaklanıyor. Salgınlar toplam dozu artırıyor ve günde 2 mSv’e yaklaşıyor.
Güneş patlamaları sırasında zirveler meydana gelir.
Mevcut teknik araçlar, düşük enerjili güneş ışınlarına karşı daha etkilidir. Örneğin, astronotların güneş patlamaları sırasında saklanabilecekleri koruyucu bir kapsül donatabilirsiniz. Ancak 30 cm'lik alüminyum duvarlar bile yıldızlararası kozmik ışınlardan korumayacaktır. Önde gelenler muhtemelen daha iyi yardımcı olacaktır, ancak bu, geminin kütlesini önemli ölçüde artıracaktır, bu da onu fırlatma ve hızlandırmanın maliyeti anlamına gelir.
Radyasyona karşı koruma sağlamak için ağır kurşun plakalar asarak, Dünya etrafındaki yörüngede gezegenler arası bir uzay aracı monte etmek gerekebilir. Veya uzay aracının ağırlığının daha düşük olacağı montaj için Ay'ı kullanın.
Radyasyona maruz kalmayı en aza indirmenin en etkili yolu, Mars'a gidiş-dönüş uçuş süresini önemli ölçüde azaltacak yeni motor türleri olmalıdır. NASA şu anda güneş enerjisiyle elektrik tahriki ve nükleer termal tahrik üzerinde çalışıyor. Birincisi teorik olarak modern kimyasal motorlardan 20 kat daha hızlı hızlanabilir, ancak düşük itme kuvveti nedeniyle hızlanma çok uzun olacaktır. Böyle bir motora sahip bir cihazın, NASA'nın astronotların daha sonraki ziyareti için yakalayıp ay yörüngesine aktarmak istediği bir asteroiti çekmek için gönderilmesi gerekiyor.
Elektrikli tahrik alanında en umut verici ve cesaret verici gelişmeler VASIMR projesi kapsamında gerçekleştiriliyor. Ancak Mars'a seyahat etmek için güneş panelleri yeterli olmayacak; bir reaktöre ihtiyacınız olacak.
Bir nükleer termal motor, modern roket türlerinden yaklaşık üç kat daha yüksek bir spesifik itici güç üretir. Özü basittir: Reaktör, kimyasal roketlerin gerektirdiği bir oksitleyici madde kullanılmadan çalışma gazını (muhtemelen hidrojen) yüksek sıcaklıklara ısıtır. Bu durumda, ısıtma sıcaklığı sınırı yalnızca motorun yapıldığı malzeme tarafından belirlenir.
Ancak bu kadar basitlik aynı zamanda zorluklara da neden olur - itme kuvvetini kontrol etmek çok zordur. NASA bu sorunu çözmeye çalışıyor ancak nükleer enerjili motorların geliştirilmesini bir öncelik olarak görmüyor.
Nükleer reaktörün kullanılması, enerjinin bir kısmının pilotları kozmik radyasyondan ve kendi reaktörünün radyasyonundan ek olarak koruyacak bir elektromanyetik alan oluşturmak için kullanılabilmesi açısından da umut vericidir. Aynı teknoloji, Ay'dan veya asteroitlerden su çıkarmayı karlı hale getirecek, yani uzayın ticari kullanımını daha da teşvik edecektir.
Artık bu teorik akıl yürütmeden başka bir şey olmasa da, böyle bir planın Güneş sisteminin yeni bir keşif düzeyinin anahtarı olması mümkündür.
Uzay ve askeri mikro devreler için ek gereksinimler.
Her şeyden önce, güvenilirlik (hem kristalin kendisi hem de kasa), titreşime ve aşırı yüke karşı direnç, nem için artan gereksinimler vardır, askeri ekipmanın hem -40C'de hem de 100C'ye ısıtıldığında çalışması gerektiğinden sıcaklık aralığı önemli ölçüde daha geniştir. .
Daha sonra - nükleer bir patlamanın zarar verici faktörlerine karşı direnç - anında büyük miktarda gama / nötron radyasyonu olan EMP. Patlama anında normal çalışma mümkün olmayabilir ancak en azından cihazın geri dönülemez şekilde zarar görmemesi gerekir.
Ve son olarak - eğer mikro devre uzay içinse - toplam radyasyon dozu yavaşça arttıkça parametrelerin stabilitesi ve ağır yüklü kozmik radyasyon parçacıklarıyla karşılaşma sonrasında hayatta kalma.
Radyasyon mikro devreleri nasıl etkiler?
Kozmik radyasyonun “parçacık parçaları”nda %90'ı protonlardan (yani hidrojen iyonları), %7'si helyum çekirdeğinden (alfa parçacıkları), ~%1'i daha ağır atomlardan ve ~%1'i elektronlardan oluşur. Yıldızlar (Güneş dahil), galaksilerin çekirdekleri, Samanyolu - her şeyi yalnızca görünür ışıkla değil, aynı zamanda X-ışını ve gama radyasyonuyla da bolca aydınlatır. Güneş patlamaları sırasında güneşten gelen radyasyon 1000-1000000 kat artar ve bu ciddi bir sorun olabilir (hem gelecekteki insanlar hem de dünyanın manyetosferi dışındaki mevcut uzay araçları için).
Açık bir nedenden dolayı kozmik radyasyonda nötron yoktur; serbest nötronların yarı ömrü 611 saniyedir ve protonlara dönüşürler. Bir nötron, çok göreceli bir hız dışında, güneşten gelen bir nötrona bile ulaşamaz. Dünyadan az sayıda nötron gelir, ancak bunlar önemsizdir.
Dünya çevresinde 2 kuşak yüklü parçacık vardır; bunlara radyasyon denir: protonlardan ~4000 km yükseklikte ve elektronlardan ~17000 km yükseklikte. Oradaki parçacıklar, dünyanın manyetik alanı tarafından yakalanan kapalı yörüngelerde hareket ediyor. Ayrıca, iç radyasyon kuşağının 200 km yüksekliğe kadar dünyaya yaklaştığı Brezilya manyetik anomalisi de var.
Elektronlar, gama ve x-ışınları.
Gama ve X-ışını radyasyonu (elektronların cihazın gövdesi ile çarpışması nedeniyle elde edilen ikincil radyasyon dahil) mikro devreden geçtiğinde, transistörlerin kapı dielektriklerinde ve buna göre parametrelerinde yavaş yavaş bir yük birikmeye başlar. transistörler yavaş yavaş değişmeye başlar - transistörlerin eşik voltajı ve kaçak akım. Sıradan bir sivil dijital mikro devre 5000 rad sonra normal çalışmayı bırakabilir (ancak bir kişi 500-1000 rad sonra çalışmayı bırakabilir).
Buna ek olarak, gama ve x-ışını radyasyonu, çip içindeki tüm pn bağlantı noktalarının küçük "güneş pilleri" gibi davranmasına neden olur - ve eğer uzayda genellikle çipin çalışmasını büyük ölçüde etkileyecek yeterli radyasyon yoksa, nükleer bir patlama sırasında, çipin çalışması büyük ölçüde etkilenir. Gama ve X-ışını radyasyonunun akışı, fotoelektrik etki nedeniyle mikro devrenin çalışmasını bozmak için zaten yeterli olabilir.
300-500 km'lik alçak bir yörüngede (insanların uçtuğu yerde), yıllık doz 100 rad veya daha az olabilir, bu nedenle 10 yıl boyunca bile biriken doz sivil mikro devreler tarafından tolere edilecektir. Ancak 1000 km'nin üzerindeki yüksek yörüngelerde yıllık doz 10.000-20.000 rad olabilir ve geleneksel mikro devreler birkaç ay içinde ölümcül bir doz biriktirecektir.
Ağır yüklü parçacıklar (HCP) – protonlar, alfa parçacıkları ve yüksek enerjili iyonlar
Bu, uzay elektroniğindeki en büyük sorundur - yüksek enerjili şarj cihazları o kadar yüksek enerjiye sahiptir ki, mikro devreyi (uydu gövdesiyle birlikte) "delirler" ve arkalarında bir yük "izi" bırakırlar. En iyi ihtimalle bu bir yazılım hatasına yol açabilir (0, 1 olur veya tam tersi - tek olaylı bozulma, SEU), en kötü ihtimalle tristör mandallamasına (tek olaylı mandallama, SEL) yol açabilir. Mandallı bir çipte, güç kaynağı toprağa kısa devre yapar, akım çok yüksek akabilir ve mikro devrenin yanmasına neden olabilir. Gücü kapatmayı ve yanmadan önce bağlamayı başarırsanız, her şey her zamanki gibi çalışacaktır.
Belki de Phobos-Grunt'ta olan tam olarak budur - resmi versiyona göre, radyasyona dayanıklı olmayan ithal bellek yongaları ikinci yörüngede zaten başarısız oldu ve bu yalnızca yüksek voltajlı radyasyon nedeniyle mümkün (biriken toplam Alçak yörüngede yüksek dozda radyasyon olsa bile sivil bir çip uzun süre çalışabilirdi).
Güvenilirliği artırmak için her türlü yazılım hilesiyle uzayda geleneksel yer tabanlı çiplerin kullanımını sınırlayan şey mandallamadır.
Bir uzay aracını kurşunla korursanız ne olur?
3*1020 eV enerjiye sahip parçacıklar bazen galaktik kozmik ışınlarla bize ulaşırlar. 300.000.000 TeV. İnsanın anlayabileceği birimlerle bu yaklaşık 50J'dir, yani. Bir temel parçacıktaki enerji, küçük kalibreli bir spor tabancadan çıkan mermininkine benzer.
Böyle bir parçacık, örneğin bir radyasyon kalkanı kurşun atomuyla çarpıştığında, onu basitçe parçalara ayırır. Parçalar aynı zamanda devasa bir enerjiye sahip olacak ve aynı zamanda yollarına çıkan her şeyi parçalara ayıracak. Sonuçta, ağır elementlere karşı koruma ne kadar kalın olursa, o kadar fazla parça ve ikincil radyasyon alırız. Kurşun, Dünya'nın nükleer reaktörlerinin nispeten hafif radyasyonunu yalnızca büyük ölçüde zayıflatabilir.
Yüksek enerjili gama radyasyonu da benzer bir etkiye sahiptir; aynı zamanda fotonükleer reaksiyon nedeniyle ağır atomları parçalara ayırabilir.
Gerçekleşen süreçler örnek olarak bir X-ışını tüpü kullanılarak düşünülebilir.
Katottan gelen elektronlar ağır metal anoda doğru uçar ve onunla çarpıştıklarında bremsstrahlung nedeniyle X-ışınları üretilir.
Kozmik radyasyondan gelen bir elektron gemimize ulaştığında, radyasyon korumamız, hassas mikro devrelerimizin ve çok daha hassas canlı organizmalarımızın yanında doğal bir X-ışını tüpüne dönüşecektir.
Tüm bu problemlerden dolayı, yeryüzünde olduğu gibi ağır elementlerden yapılan radyasyondan korunma, uzayda kullanılmamaktadır. Yalnızca atom altı parçacıklara bölünebildiği için çoğunlukla alüminyum, hidrojenden (çeşitli polietilenlerden vb.) oluşan koruma kullanırlar - ve bu çok daha zordur ve bu tür bir koruma daha az ikincil radyasyon üretir.
Ancak her durumda, yüksek enerjili parçacıklardan koruma yoktur, ayrıca koruma ne kadar fazla olursa, yüksek enerjili parçacıklardan kaynaklanan ikincil radyasyon o kadar fazla olur, optimum kalınlık yaklaşık 2-3 mm alüminyumdur. En zor şey, hidrojen koruması ve biraz daha ağır elementlerin (Graded-Z olarak adlandırılan) birleşimidir - ancak bu, saf "hidrojen" korumasından çok daha iyi değildir. Genel olarak kozmik radyasyon yaklaşık 10 kat zayıflatılabilir, hepsi bu.
