Содержание
Космическое излучение | Uatom.org
Космическое излучение
Космические лучи — это излучение, появляющееся в результате взрывов сверхновых звезд, а также в результате термоядерных реакций на Солнце. Разная природа происхождения лучей влияет на их основные характеристики.
Космическая радиация и ее влияние на живые организмы
Прямая космическая радиация губительна для человека, к счастью, наша планета надежно защищена от нее атмосферой.
При взаимодействии со слоями атмосферы космическая радиация обладает способностью изменять свои энергетические характеристики. Как следствие, высокоэнергетическое излучение из космоса «ослабевает» и образует вторичное излучение.
Какими бы ни были источники космических лучей, какую мощность они не имели — угроза для человека, находящегося на поверхности Земли, есть минимальной. Ощутимый вред космическая радиация может нанести только космонавтам, ведь они не защищены от прямого космического излучения атмосферой.
Солнечная радиация и ее воздействие на человека
Солнце — это звезда, в недрах которой постоянно проходят различные термоядерные реакции, сопровождающиеся сильными энергетическими выбросами. Основными видами солнечной радиации являются инфракрасное излучение и ультрафиолетовые лучи.
В результате инфракрасного излучения Солнца однозначно проявляется тепловой эффект. Он способствует расширению сосудов, стимуляции работы сердечно-сосудистой системы, активизирует кожное дыхание. В результате усиливается выработка эндорфинов (гормонов счастья), обладающих успокаивающим и противовоспалительным эффектом. Тепло также влияет на обменные процессы, активизируя метаболизм.
Солнечное излучение инфракрасного спектра стимулирует работу мозга и отвечает за психическое здоровье человека. Вместе с тем, именно этот вид солнечной энергии влияет на биологические ритмы организма: фазы активной деятельности и сна.
Без инфракрасного излучения многие жизненно важные процессы оказались бы под угрозой, что способствовало бы развитию различных заболеваний, в том числе бессонницы и депрессии.
Ультрафиолетовое излучение — достаточно полезно для организма, ведь способствует усилению иммунитета человека. Кроме того, оно необходимо для выработки порфирита — аналога растительного хлорофилла в нашей коже. Вместе с тем избыток ультрафиолетовых лучей может привести к ожогам, поэтому очень важно знать, как правильно защищаться от этого в период максимальной солнечной активности.
Чтобы избежать вредного воздействия ультрафиолета, необходимо ограничивать время пребывания на солнце в полдень, больше быть в тени, одевать защитную одежду (шляпы, прикрывающие глаза, лицо и шею), носить солнцезащитные очки с боковыми панелями, обеспечивающими защиту от всех типов ультрафиолетового излучения, а также использовать средства с фактором защиты (SPF) 30+. При этом следует помнить, что тень и защитная одежда обеспечивают значительно лучшую защиту, чем нанесение солнцезащитных средств.
Врачи также советуют не пользоваться оборудованием для искусственного загара — регулярное посещение солярия в возрасте до 35 лет приводит к развитию меланомы.
Детям до 18 лет посещение солярия — противопоказано.
Редакция сайта Uatom.org
Радиация, лунная пыль и автономное существование | Space Research Institute
Профессор Бинсянь Ло (Bingxian Luo, Национальный центр космической науки Китайской академии наук) рассказал о результатах моделирования трехлетней миссии на Марс, которая включает годовой полет на планету, год пребывания на её поверхности и годовой же этап возвращения для сценариев максимальной и минимальной солнечной активности. Полученные данные об уровнях космической радиации были пересчитаны также в биологически активные дозы. Один из выводов работы состоит в том, что выбросы частиц во время солнечных протонных событий могут быть даже опаснее потоков галактических космических лучей. Для планирования реальной миссии, безусловно, требуются дальнейшие исследования.
Профессор Иоаннис Даглис (Ioannis Daglis, Греческий космический центр) подчеркнул, что кроме биологических эффектов, для которых можно рассчитать «пороговые дозы», есть отложенные последствия, возникающие стохастически, для которых нет «пороговых» значений опасных факторов.
Кроме этого, космическая радиация опасна и для техники. Уже сейчас мы можем изучать действие опасных космических факторов с помощью автоматических миссий в межпланетном пространстве.
Сегодня более или менее хорошо изучено пребывание на низкой околоземной орбите. Земное магнитное поле и атмосфера достаточно хорошо защищают нас от космической радиации, но и в околоземном космосе есть области, где ни человеку, ни даже спутникам лучше не находиться долго — это радиационные пояса Земли.
Защититься же от космической радиации не так просто. Владимир Калегаев (Научно-исследовательский институт ядерной физики МГУ им. Д.Н. Скобельцына МГУ им. М.В. Ломоносова) назвал несколько подходов к радиационной защите. Первое, что приходит в голову, — использовать в качестве «щита» как можно более толстый и/или плотный материал, но, к сожалению, заряженные частицы, попадая в такую «стенку», рождают потоки вторичных частиц, не менее, а то и более опасных, чем изначальные. Разработка материалов, которые были бы безопасны для космонавтов внутри, — одна из задач «повестки дня» космических материаловедов.
Есть и другие «технологические» методы: использование магнитных полей или электростатических эффектов, — но они находятся на стадии идей.
Кроме радиации, есть проблема невесомости или, если говорить точнее, тех эффектов, которые вызывает в организме отсутствие силы тяжести. Физические упражнения космонавтов нацелены на то, чтобы смягчить действие невесомости, но некоторые проблемы невозможно решить тренировками. Так, профессор Ханнс-Кристиан Гунга (Hanns-Christian Gunga, Центра космической медицины и экстремальных условий, Германия) кратко рассказал, в частности, о динамике жидкости в человеческом организме и проблеме перегрева — гипертермии, которая может возникнуть при физических нагрузках из-за того, что в невесомости механизмы регулировки температуры не работают так, как на Земле.
Человеку на поверхности Луны будут угрожать не только радиация, но и лунная пыль, о которой пока известно совсем мало. С лунной пылью столкнулись астронавты во время кратких экспедиций «Аполлон», но насколько эта пыль токсична, какие эффекты она может вызывать в человеческом организме, насколько она опасна для техники, — количественных данных об этом ещё не было.
Поэтому эксперименты по изучению лунной пыли включены в программу научных исследований российских лунных миссий «Луна-25» и «Луна-27».
Наконец, как подчеркнул академик Олег Орлов (Государственный научный центр Институт медико-биологических проблем РАН), при подготовке будущих экспедиций встаёт проблема их полной автономности. Вполне вероятно, что медицинская организация длительных экспедиций за пределы низкой земной орбиты не будет похожа на то, как это происходит сейчас на космических станциях, в частности, будет более персонализирована.
Подводя итог дискуссии, Анатолий Петрукович заметил, что «мы привыкли “недооценивать” нашу среду обитания. В космосе не бывает незначительных вещей. Мы можем не замечать чего-то, пока находимся на Земле, но в космосе это станет критичным».
Тем не менее, в ответах на вопрос, сколько времени человек сможет провести в космосе, участники сессии оказались оптимистами и согласились в том, что уже в ближайшие годы человек вполне сможет провести за пределами Земли, в космическом пространстве или на поверхности планеты, несколько лет.
***
Как радиация в космосе представляет угрозу для исследований человека (инфографика)
Люди, путешествующие за пределы защиты атмосферы и магнитного поля Земли, рискуют заболеть раком и другими заболеваниями, вызванными радиацией.
(Изображение предоставлено Карлом Тейтом, художником по инфографике SPACE.com)
Излучение в космосе принимает форму субатомных частиц от Солнца, а также от источников в галактике Млечный Путь и за ее пределами. Эти высокоскоростные частицы прорывают молекулы ДНК, расщепляя их или повреждая закодированные ими инструкции для размножения клеток. Поврежденная ДНК может привести к раку или другим заболеваниям.
Радиационное воздействие может быть острым (высокая доза за короткий период времени) или хроническим (низкий уровень радиации в течение длительного времени).
Магнитное поле, создаваемое электрическими токами в жидком железном ядре Земли, распространяется далеко в космос, защищая планету от 99,9% вредного излучения.
Атмосфера Земли обеспечивает дополнительную защиту, равную металлической плите толщиной около 3 футов (1 метр).
Для людей, находящихся вне защиты магнитного поля Земли, серьезной опасностью становится космическое излучение.
Прибор на борту марсохода Curiosity во время его 253-дневного космического полета показал, что доза радиации, полученная астронавтом даже во время самого короткого полета между Землей и Марсом, составит около 0,66 зиверта. Это количество равносильно тому, чтобы проходить компьютерную томографию всего тела каждые пять или шесть дней.
Доза в 1 зиверт связана с 5,5-процентным увеличением риска смертельного рака. Нормальная суточная доза радиации, получаемая среднестатистическим человеком, живущим на Земле, составляет 10 микрозивертов (0,00001 зиверта).
У Луны нет атмосферы и очень слабое магнитное поле. Астронавты, живущие там, должны будут обеспечить свою собственную защиту, например, закопав под землю свою среду обитания.
Планета Марс не имеет глобального магнитного поля.
Солнечные частицы уничтожили большую часть атмосферы Марса, что привело к очень плохой защите от радиации на поверхности. Самое высокое давление воздуха на Марсе равно давлению на высоте 22 мили (35 километров) над поверхностью Земли. На малых высотах атмосфера Марса обеспечивает чуть лучшую защиту от космической радиации.
- Марсоход Curiosity: покрытие Марсианской научной лаборатории
- Фотографии: Марсоход Curiosity, Марсианская научная лаборатория НАСА
- Убьет ли радиация марсианских астронавтов? | Видео
Присоединяйтесь к нашим космическим форумам, чтобы продолжать обсуждать последние миссии, ночное небо и многое другое! А если у вас есть новость, исправление или комментарий, сообщите нам об этом по адресу: [email protected].
Связь Карла со Space.com восходит к 2000 году, когда его наняли для создания интерактивной флэш-графики. С 2010 по 2016 год Карл работал специалистом по инфографике во всех редакционных ресурсах Purch (ранее известной как TechMediaNetwork).
До прихода в Space.com Карл провел 11 лет в нью-йоркской штаб-квартире Associated Press, создавая новостную графику для использования в газетах и в Интернете по всему миру. Он получил степень в области графического дизайна в Университете штата Луизиана и сейчас работает графическим дизайнером-фрилансером в Нью-Йорке.
Радиационная защита для защиты миссии на Марс
Вредное излучение исходит из двух основных космических источников; протоны с низкой энергией, испускаемые Солнцем, известные как солнечный ветер, и частицы гораздо более высокой энергии, известные как галактические космические лучи, которые возникают за пределами Солнечной системы.
Длительное воздействие галактических космических лучей и солнечных частиц может привести к значительно более высокому риску развития рака, считают исследователи.
Увеличения толщины стенок космического корабля было бы достаточно, чтобы защитить астронавтов от низкоэнергетических частиц Солнца, однако высокоэнергетические галактические космические лучи будут взаимодействовать с экранирующими материалами, создавая еще большее излучение.
Проект SR2S, финансируемый ЕС, вместо этого разрабатывает магнитное экранирование, которое может отражать эти опасные космические лучи так же, как магнитный щит Земли защищает людей от космического излучения.
Идея, первоначально предложенная в 1969 году космическим инженером Вернером фон Брауном, так называемым отцом ракетостроения, заключается в использовании сверхпроводящего магнита для создания экрана.
«Поскольку магнитосфера отклоняет космические лучи, направленные к Земле, магнитное поле, создаваемое сверхпроводящим магнитом, окружающим космический корабль, защитит экипаж», — сказал доктор Риккардо Мусенич, научный и технический руководитель проекта.
‘SR2S — это первый проект, который не только исследует принципы и научные проблемы (магнитного экранирования), но также решает сложные инженерные проблемы.’
»
‘Магнитное поле, создаваемое сверхпроводящим магнитом, окружающим космический корабль защитит экипаж». Для этого она обратилась к сверхпроводникам, материалам, которые не имеют электрического сопротивления при экстремально низких температурах, чтобы помочь им решить одну из самых больших проблем с магнитным экраном — вес большого магнита.
