Die Erde ist eine einzigartige Wiege aller Lebewesen. Geschützt durch seine Atmosphäre und sein Magnetfeld können wir nicht an Strahlungsbedrohungen denken, außer an solche, die wir mit unseren eigenen Händen erzeugen. Alle Projekte der Weltraumforschung - nah und fern - stoßen jedoch immer auf das Problem der Strahlungssicherheit. Der Kosmos ist lebensfeindlich. Wir werden dort nicht erwartet.
Die Umlaufbahn der Internationalen Raumstation wurde mehrmals angehoben, und jetzt beträgt ihre Höhe über 400 km. Dies geschah, um das Fluglabor von den dichten Schichten der Atmosphäre zu entfernen, in denen Gasmoleküle den Flug immer noch merklich verlangsamen und die Station an Höhe verliert. Um die Umlaufbahn nicht zu oft zu korrigieren, wäre es gut, die Station noch höher anzuheben, aber dies ist nicht möglich. Der untere (Protonen-) Strahlungsgürtel beginnt etwa 500 km von der Erde entfernt. Ein langer Flug in einem der Strahlungsgürtel (und es gibt zwei davon) ist für die Besatzungen katastrophal.
Kosmonaut-Liquidator
Es kann jedoch nicht gesagt werden, dass in der Höhe, in der die ISS derzeit fliegt, kein Problem mit der Strahlungssicherheit besteht. Erstens gibt es im südatlantischen Raum die sogenannte brasilianische oder südatlantische magnetische Anomalie. Hier scheint das Erdmagnetfeld durchzuhängen, und mit ihm stellt sich heraus, dass der untere Strahlungsgürtel näher an der Oberfläche liegt. Und die ISS berührt es immer noch und fliegt in diesem Bereich.
Zweitens ist der Mensch im Weltraum durch galaktische Strahlung bedroht - ein Strom geladener Teilchen, der aus allen Richtungen und mit einer enormen Geschwindigkeit strömt und durch Supernova-Explosionen oder die Aktivität von Pulsaren, Quasaren und anderen anomalen Sternkörpern erzeugt wird. Einige dieser Partikel werden vom Erdmagnetfeld zurückgehalten (was einer der Faktoren bei der Bildung von Strahlungsgürteln ist), während der andere Teil bei Kollisionen mit Gasmolekülen in der Atmosphäre Energie verliert. Etwas erreicht die Erdoberfläche, so dass auf unserem Planeten absolut überall ein kleiner radioaktiver Hintergrund vorhanden ist. Im Durchschnitt erhält eine auf der Erde lebende Person, die sich nicht mit Strahlungsquellen befasst, eine Dosis von 1 Millisievert (mSv) pro Jahr. Ein Astronaut auf der ISS verdient 0,5-0,7 mSv. Täglich!
Strahlungsgürtel
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Die Strahlungsgürtel der Erde sind Regionen der Magnetosphäre, in denen sich hochenergetische geladene Teilchen ansammeln. Der innere Gürtel besteht hauptsächlich aus Protonen, der äußere aus Elektronen. 2012 entdeckte der NASA-Satellit einen weiteren Gürtel, der sich zwischen den beiden bekannten befindet.
"Ein interessanter Vergleich kann gemacht werden", sagt Vyacheslav Shurshakov, Leiter der Abteilung für Strahlenschutz von Kosmonauten am Institut für biomedizinische Probleme der Russischen Akademie der Wissenschaften, Kandidat für physikalische und mathematische Wissenschaften. - Die zulässige jährliche Dosis für einen Mitarbeiter eines Kernkraftwerks beträgt 20 mSv - 20-mal mehr als eine normale Person erhält. Für Notfallspezialisten, diese speziell geschulten Personen, beträgt die maximale jährliche Dosis 200 mSv. Dies ist bereits 200-mal mehr als die übliche Dosis und … praktisch das gleiche, was der Astronaut, der seit einem Jahr an der ISS arbeitet, erhält."
Derzeit hat die Medizin eine maximale Dosisgrenze festgelegt, die während des Lebens einer Person nicht überschritten werden kann, um schwerwiegende Gesundheitsprobleme zu vermeiden. Dies ist 1000 mSv oder 1 Sv. So kann selbst ein KKW-Mitarbeiter mit seinen Standards fünfzig Jahre lang ruhig arbeiten, ohne sich um irgendetwas Sorgen machen zu müssen. Der Kosmonaut hingegen wird in nur fünf Jahren sein Limit ausschöpfen. Aber selbst wenn er vier Jahre lang geflogen ist und seine legalen 800 mSv erreicht hat, wird ihm kaum ein neuer Flug mit einer Dauer von einem Jahr gestattet, da die Gefahr besteht, das Limit zu überschreiten.
„Ein weiterer Faktor für die Strahlengefahr im Weltraum - erklärt Vyacheslav Shurshakov - ist die Aktivität der Sonne, insbesondere die sogenannten Protonenemissionen. Zum Zeitpunkt eines Auswurfs in kurzer Zeit kann ein Astronaut auf der ISS zusätzliche 30 mSv erhalten. Es ist gut, dass solare Protonenereignisse selten auftreten - 1-2 Mal in einem 11-jährigen Sonnenaktivitätszyklus. Es ist schlecht, dass diese Prozesse stochastisch in zufälliger Reihenfolge ablaufen und schwer vorherzusagen sind. Ich erinnere mich nicht daran, dass wir von unserer Wissenschaft im Voraus vor der bevorstehenden Freilassung gewarnt worden wären. Dies ist normalerweise nicht der Fall. Dosimeter auf der ISS zeigen plötzlich eine Zunahme des Hintergrunds, wir rufen Spezialisten auf der Sonne an und erhalten eine Bestätigung: Ja, es gibt eine anomale Aktivität unseres Sterns. Aufgrund solch plötzlicher Sonnenprotonenereignisse wissen wir es nie genauWelche Dosis wird der Astronaut vom Flug mitbringen?"
Verrückte Partikel
Strahlungsprobleme für Besatzungen, die zum Mars fliegen, beginnen bereits auf der Erde. Ein Schiff mit einem Gewicht von 100 Tonnen oder mehr muss im erdnahen Orbit lange Zeit beschleunigt werden, und ein Teil dieser Flugbahn verläuft innerhalb der Strahlungsgürtel. Dies sind keine Stunden, sondern Tage und Wochen. Weiter - über die Magnetosphäre und die galaktische Strahlung in ihrer ursprünglichen Form hinaus viele schwer geladene Teilchen, deren Einfluss unter dem "Dach" des Erdmagnetfeldes kaum zu spüren ist.
"Das Problem ist", sagt Vyacheslav Shurshakov, "dass die Wirkung von Partikeln auf kritische Organe des menschlichen Körpers (zum Beispiel das Nervensystem) heute wenig untersucht wurde." Vielleicht führt Strahlung dazu, dass der Astronaut das Gedächtnis verliert, abnormale Verhaltensreaktionen und Aggressionen hervorruft. Und es ist sehr wahrscheinlich, dass diese Effekte nicht dosisabhängig sind. Bis genügend Daten über die Existenz lebender Organismen außerhalb des Erdmagnetfelds gesammelt wurden, ist es sehr riskant, lange Weltraumexpeditionen zu unternehmen."
Wenn Experten für Strahlenschutz vorschlagen, dass Konstrukteure von Raumfahrzeugen die Biosicherheit erhöhen, beantworten sie eine scheinbar recht rationale Frage: „Was ist das Problem? Ist einer der Kosmonauten an Strahlenkrankheit gestorben? Leider sind die an Bord erhaltenen Strahlungsdosen nicht einmal die Raumschiffe der Zukunft, aber die üblichen ISS-Dosen sind, obwohl sie in die Standards passen, überhaupt nicht harmlos. Aus irgendeinem Grund haben sich sowjetische Kosmonauten nie über ihr Sehvermögen beschwert - anscheinend aus Angst um ihre Karriere, aber amerikanische Daten zeigen deutlich, dass kosmische Strahlung das Risiko für Katarakte und die Opazität der Linsen erhöht. Blutuntersuchungen von Astronauten zeigen eine Zunahme der Chromosomenaberrationen in Lymphozyten nach jedem Raumflug, der in der Medizin als Tumormarker angesehen wird. Im Allgemeinen wurde der Schluss gezogen, dassDas Erreichen einer zulässigen Dosis von 1 Sv während eines Lebens verkürzt die Lebensdauer um durchschnittlich drei Jahre.
Mondrisiken
Eines der "starken" Argumente der Befürworter der "Mondverschwörung" ist die Behauptung, dass das Überqueren der Strahlungsgürtel und das Befinden auf dem Mond, wo kein Magnetfeld vorhanden ist, den unvermeidlichen Tod von Astronauten an der Strahlenkrankheit verursachen würde. Amerikanische Astronauten mussten wirklich die Strahlungsgürtel der Erde überqueren - Protonen und elektronische. Dies geschah jedoch nur für einige Stunden, und die Dosen, die die Apollo-Besatzungen während der Missionen erhielten, erwiesen sich als signifikant, aber vergleichbar mit denen, die die ISS-Oldtimer erhielten. "Natürlich hatten die Amerikaner Glück", sagt Vyacheslav Shurshakov, "schließlich ist während ihrer Flüge kein einziges Solarprotonenereignis passiert." Wenn dies geschehen wäre, hätten Astronauten subletale Dosen erhalten - nicht 30 mSv, sondern 3 Sv.
Mach deine Handtücher nass
„Wir, Spezialisten auf dem Gebiet der Strahlenschutzsicherheit“, sagt Vyacheslav Shurshakov, „bestehen darauf, dass der Schutz der Besatzungen gestärkt wird. Auf der ISS sind beispielsweise die Kabinen der Astronauten am anfälligsten, in denen sie sich ausruhen. Dort gibt es keine zusätzliche Masse und nur eine mehrere Millimeter dicke Metallwand trennt eine Person vom Weltraum. Wenn wir diese Barriere auf das in der Radiologie akzeptierte Wasseräquivalent reduzieren, sind es nur 1 cm Wasser. Zum Vergleich: Die Erdatmosphäre, unter der wir uns vor Strahlung verstecken, entspricht 10 m Wasser. Wir haben kürzlich vorgeschlagen, die Kabinen der Astronauten mit einer zusätzlichen Schicht wassergetränkter Handtücher und Servietten zu schützen, um die Auswirkungen der Strahlung erheblich zu verringern. Zum Schutz vor Strahlung werden Medikamente entwickelt, die auf der ISS jedoch noch nicht eingesetzt werden. Vielleicht,In Zukunft können wir mit den Methoden der Medizin und Gentechnik den menschlichen Körper so verbessern, dass seine kritischen Organe widerstandsfähiger gegen Strahlenfaktoren sind. Aber auf jeden Fall kann man ohne große Aufmerksamkeit der Wissenschaft für dieses Problem Langstrecken-Raumflüge vergessen."
Oleg Makarov
