Космическая радиация сегодня ночью: радиация

Содержание

ЛУНА-25 | Space Research Institute

В XXI веке наиболее интересными для исследований стали полярные области Луны.

Первые посадочные аппараты 1950–1970 годов, автоматические и пилотируемые, созданные в рамках советской и американской космических программ, садились и исследовали Луну вблизи экватора и в умеренных широтах.

Однако, как показали дистанционные исследования Луны, проведённые на рубеже XX–XXI веков, условия около лунных полюсов значительно отличаются от условий в исследованных ранее районах. Главное отличие — полярный реголит (верхний слой грунта) имеет высокое содержание летучих соединений, основным из которых является вода.

Данные, которые были получены в начале века, в том числе и с российского нейтронного телескопа ЛЕНД (создан в ИКИ РАН и установлен на американском орбитальном аппарате Lunar Reconnaissance Orbiter), показали, что в полярном реголите есть много летучих соединений космического происхождения, начиная с воды и заканчивая сложными молекулами. Эти соединения на Луну приносили кометы. Полюс на Луне можно сравнить с природным холодильником, где в холодных ловушках полярного реголита сотни миллионов лет накапливались и сохранялись слои инея всех космических летучих веществ, когда-либо попадавших на спутник Земли.

Это исключительно интересное место для исследований, так как именно здесь могут храниться следы более ранних периодов развития Солнечной системы.

Кроме этого, полярные области начинают представлять интерес для создания постоянной лунной станции, в том числе обитаемой. Наличие замерзшей воды в реголите освободит будущих космонавтов от необходимости доставлять этот ценный ресурс с Земли. Также она понадобится для добычи кислорода, а в более удаленной перспективе — и водородного горючего.

Однако лунные условия могут быть опасны для человека. Будущим космонавтам угрожают не только отсутствие атмосферы и малая гравитация, но и космическая радиация, а также лунная пыль, свойства которой разительно отличаются от свойств земной пыли.

Поэтому в миссии «Луна-25» поставлены не только научные задачи, связанные с разработкой проблем происхождения и эволюции естественного спутника Земли, но более практические, связанные с возможностью освоения Луны в будущем – такие как изучение распределения природных ресурсов (и в первую очередь воды), исследование структуры и состава реголита, пылевых и микрометеоритных условий, радиационной обстановки и др.

«Луна-25» продолжает серию советских автоматических межпланетных станций «Луна» (в 1976 г. АМС «Луна-24» успешно доставила на Землю около 170 граммов лунного грунта) и открывает российскую лунную программу России. За миссией «Луна-25» последуют орбитальный аппарат «Луна-26» и посадочный «Луна-27», после которых планируется доставить на Землю образцы реголита из приполярной области и затем начать развертывание на нашем спутнике полноценной научной станции.

Комплекс научной аппаратуры КА «Луна-25»

Служебная телевизионная система СТС-Л
Лунный манипуляторный комплекс ЛМК с грунтозаборным устройством
Нейтронный и гамма-детектор АДРОН-ЛР
Инфракрасный спектрометр ЛИС-ТВ-РПМ
Лазерный масс-спектрометр ЛАЗМА-ЛР
Ионный энерго-масс-анализатор АРИЕС-Л
Пылевой монитор ПмЛ
Блок управления научной информацией БУНИ

Комплекс научной аппаратуры можно разделить по задачам, для которых предназначены отдельные приборы.

Поиск воды и летучих соединений, изучение элементного и изотопного состава

Прибор ЛАЗМА-ЛР для изучения элементного и изотопного состава реголита методом лазерной масс-спектрометрии образцов грунта, доставленных манипулятором ЛМК, в том числе поиск и летучих соединений в составе реголита

Прибор АДРОН-ЛР для изучения элементного состава реголита методом как активной, так и пассивной гамма-спектроскопии, а также массовой доли воды в реголите методом активного нейтронного зондирования верхнего слоя поверхности на глубину до 2 метров

Прибор ЛИС-ТВ-РПМ для изучения минералогического состава реголита методами инфракрасной спектроскопии

Исследования экзосферы

Прибор ПмЛ для проведения эксперимента по изучению пылевой компоненты лунной экзосферы и электрических полей в окрестности космического аппарата

Прибор АРИЕС-Л для проведения эксперимента по изучению ионов и нейтральных частиц лунной экзосферы и взаимодействия солнечного ветра с реголитом

Научно-технологические эксперименты

Система технического зрения СТС-Л:

съемки при посадке КА на поверхность Луны, данные которых, в том числе, будут использованы для создания СВБП;
координатное и картографическое обеспечение работы ЛМК;
визуальный контроль работы ЛМК;
панорамная съемка лунного горизонта, данные которой, в том числе, будут использоваться для определения координат точки посадки на основе сопоставления измеренной линии горизонта с предсказаниями численной модели рельефа лунной поверхности;
изучение структурных и спектральных свойств поверхностного грунта, пылевых явлений.

Лунный манипуляторный комплекс ЛМК:

взятие образцов лунного вещества и их доставка в ячейки грунтоприемника прибора ЛАЗМА-ЛР;
изучение физико-механических свойств грунта;
наведение ЛИС-ТВ-РПМ для проведения измерений и съемок.

Блок БУНИ для обеспечения работы научных приборов (кроме СТС-Л): электропитание, управление, прием, хранение и передача научных данных и телеметрии.

Технические характеристики станции, перелёт и посадка

Масса КА: ~1605 кг
Масса КНА: ~30 кг

Посадка спускаемого зонда будет проходить по сценарию последних советских посадочных миссий, то есть аппарат будет двигаться по низкой полярной орбите вокруг Луны, а затем совершит торможение и вертикальный спуск. В отличие от посадок советских автоматических станций, последняя из которых имела место в 1976 году, «Луна-25» впервые в истории космонавтики будет направлена в полярный район Луны вблизи 70°. Для сравнения: в северном полушарии Земли на аналогичной широте расположен Норильск, а в южном полушарии — российская антарктическая станция «Новолазаревская».

Районы посадки были выбраны по нескольким условиям. Прежде всего, они должны были достаточно большими (эллипс 30×15 км), так как посадочный аппарат не имеет системы активного маневрирования на этапе посадки. Уклон поверхности в пределах эллипса не может быть больше 15°, поверхность должна быть достаточно гладкой. Линия горизонта не должна скрывать Солнце и Землю надолго, так как в полярных широтах Солнце находится низко над горизонтом. Продолжительность светлого времени лунных суток (лунаций) должна быть не меньше 40%, а интервал радиовидимости с Земли не меньше 50%.

Среди всех районов-кандидатов, удовлетворяющих этим инженерным требованиям по освещенности, радиосвязи и рельефу, были выбраны два, для которых оценки массовой доли воды в верхнем слое поверхности были максимальны:

основной район — 69.545 ю.ш. 43.544 в.д. севернее кратера Богуславский
резервный район —68.773 ю.ш. 21.210 в.д. юго-западнее кратера Манцини

Заявленный активный срок работы зонда на поверхности Луны — не менее одного земного года.

Как бороться с радиацией в самолете

Пассажиры часто переживают за свой предстоящий рейс еще до того, как сядут в самолет. Ведь нужно еще вовремя (за 2-3 часа) приехать в аэропорт, успеть пройти контроль и попасть на борт без лишних проблем. Кроме того, впереди многочасовой волнительный рейс, где болтанка периодически не дает спокойно уснуть, а если уж сильно повезет, то сосед будет либо громко храпеть, либо без умолку рассказывать о том, как он впервые летит на самолете. Стоит ли добавить влияние радиации в список «пассажирских забот»? Если да, то как мы можем защитить себя от радиации во время полета?

Вредны ли авиаперелеты для вашего здоровья?

Если вы не путешествуете на самолете слишком часто (практически живете в самолете), то вероятно, что нет. Несмотря на то, что мы подвергаемся излучению на большой высоте, его крайне недостаточно, чтобы это могло повлиять на пассажиров и вызвать проблемы со здоровьем.

Космические лучи и радиация в небе

Прежде, чем говорить о влиянии радиации на человека, задумайтесь на минутку — откуда идет излучение? Многие пассажиры в аэропорту часто твердят, что основная доза радиации идет от рентгенотелевизионных интроскопов (РТИ) и от стационарного металлодетектора (а ведь он вообще не излучает радиацию). Другие считают, что все дело в оборудовании на борту самолета. Однако причина кроется совсем в другом.

Космические лучи являются первым источником радиации в небе. Сильнее всего ее чувствуют астронавты, когда они покидают атмосферу Земли. Тем не менее, простым землянам необязательно выходить на орбиту, чтобы почувствовать ее воздействие на организм. Газовая оболочка нашей планеты защищает нас от большинства лучей, но летая на большой высоте, пассажиры незаметно приближаются к ним.

С одной стороны, уровень воздействия все еще довольно мал. С другой стороны, пассажиры и экипаж подвергаются этой малой дозой излучения каждый раз, когда они летают на больших эшелонах.

Конечно, сама радиация вряд ли кажется чем-то специфическим для полетов. Ежедневно люди сталкиваются с ней, пользуясь электронными приборами: от микроволновок до смартфонов. И очень мало, кто страдает от последствий эксплуатации таких девайсов (по крайне мере, пока). Это потому, что недостаточно лишь однажды подвергнуться воздействию лучей. Этот процесс должен быть длительным и достаточным, чтобы получение критической дозы «засчиталось».

Присутствует ли радиация в самолете? — Да, но ее недостаточно, чтобы навредить организму человека

За некоторыми исключениями, ни один из вышеперечисленных пунктов не относится к непосредственному влиянию радиации. Полеты, которые мы совершаем, далеки от зоны поражения космических лучей. Их недостаточно на той высоте, на которой летают большие авиалайнеры.

Радиация в самолете vs Рентгеновское излучение

Для сравнения: количество радиации, которое вы испытываете в результате облучения в самолете, меньше, чем то количество, которое вы бы получили при рентгенографии грудной клетки.

Влияет ли продолжительность рейса на количество получаемой дозы облучения

Влияет ли? — да. Но с оговоркой, что это не будет иметь большого значения, учитывая крайне небольшое количество радиации. Чем дольше вы летите, тем дольше вы подвергаетесь воздействию космической радиации. То же самое относится и к высоте — чем выше вы летите, тем выше риск воздействия. В среднем, на большой высоте эта доза составляет до 1,5 мкЗв/час. Обозначим факт, что люди на земле получают нормальную дозу радиации 0,33 мкЗв/час. Эта цифра увеличивается с тем, как долго вы проводите время в небе, и как высоко вы забрались.

Рис. 1. Том Стукер – рекордсмен по количеству пройденных миль в самолете

Возьмем один из самых экстремальных случаев. Том Стукер — 67-летний бизнесмен, который за свою жизнь преодолел 21 миллион миль в воздухе. Это абсолютный рекорд планеты для путешественников. В общей сложности, он пробыл в небе примерно 3,7 лет. С таким большим количеством проведенного времени в воздухе риск составил для него всего на 0,7 мкЗв/час на высоте 30,000 футов. Это значит, что у нас есть только 25% шанс заболеть смертельной формой рака. А в случае со Стукером, вероятность появления болезни увеличивается лишь до 25,5%. Такой дозы облучения не хватит, чтобы создать ощутимые последствия для своего организма. Чтобы действительно заболеть от радиации в самолете, вам нужно буквально жить над облаками или вовсе преодолеть высоту атмосферы Земли, как это делают астронавты.

Полет ночью снижает уровень излучения?

Некоторые люди просто не переносят смену часовых поясов на фоне общей усталости, которая может сопровождаться красными и невыспанными глазами. Но если так получится защититься от космических лучей, может, оно того стоит?

Рис. 2. Часы с дозиметром в магазине Crewshop

Космические лучи — они на то «космические», что приходят из космоса. Для них нет разницы, день или ночь сейчас в вашем регионе. Пока Солнце и другие звезды нашей солнечной системы выделяют излучение, оно будет попадать в нашу атмосферу, где бы мы не были.

Существует ли риск в таких условиях летать беременным женщинам?

Как бы женщины не были вознаграждены спустя 9 месяцев, но быть беременной — это один из самых трудных периодов в их жизни. С одной стороны, это как «работа на полный день», а с другой стороны, женщинам, в добавок, приходится сталкиваться со всеми видами ограничений на нагрузки, связанные с их образом жизни, включая развлечения.

Рис. 3. Какую дозу радиации мы получаем в повседневной жизни

Они должны отказаться от вина, кофеина, а также от любых видов деятельности — будем ли мы еще добавлять сюда запрет на полеты? Нужно ли вешать табличку с предупреждением о воздействии радиации, как в кабинете у врача рентгенолога?

В то время, как полеты могут быть обременительными для беременных женщин по множеству других причин, влияние радиации в самолете не входит в этот список. Как уже мы писали ранее, люди на высоте 30,000 футов получают меньшую дозу радиации, чем от рентгеновского аппарата, которого беременным матерям рекомендуется избегать.

А если сравнить большие авиалайнеры с маленькими самолетами? Легкая авиация, теоретически, более безопасна, так как пилоты на таких ВС летают на низких высотах и, таким образом, дальше от космического излучения. Хотя эти отличия совсем незначительны.

Младенцы в самолете

Должны ли новоиспеченные родители забыть о перелетах на время, пока их ребенок еще слишком мал? Здесь, опять же, ответ в значительной степени «нет», хотя эта категория помечена особой звездочкой, в отличие от других.

Младенцы подвергаются большему риску, чем взрослые люди. Однако мы предположим, что перелет семьи с маленьким ребенком не будет слишком продолжительным для того, чтобы радиация смогла повлиять на них как-то негативно.

Рис. 4. Мама с младенцем в самолете

Допустим, вы планируете пару длительных рейсов на самолете или несколько коротких, общей продолжительностью около 15 часов, на высоте 30,000 футов. Вы поглощаете дозу облучения около 0,8-1,2 мкЗв/час. Напомним, что на земле вы ежедневно получаете 0,33 мкЗв/час. Хотя этот риск технически выше, но он не играет большой роли. Летая на самолете, младенцы будут чувствовать себя спокойно, так как еще не было подобных случаев возникновения болезней у детей из-за радиации в самолете.

Высота и ее отношение к радиации

Мы уже касались немного этой темы. Насколько велик фактор риска в зависимости от того, на какой высоте вы летите? Ответ простой — невелик. В конце концов, если бы высота была основной причиной появления рака, вызванного радиацией, люди вряд ли могли бы жить в Альпах, Андах или Скалистых горах.

Правительство Великобритании оценивает дозу облучения в трансатлантическом полете в 0,8 мкЗв/час — меньше, чем при компьютерной томографии (1,4 мкЗв/час) или среднегодовом облучении граждан Великобритании (2,7 мЗв/год) и США (6,2 мЗв/год).

То же самое относится и к самолетам. Технически все верно, как мы указывали выше, что ЛА, летящий на более низкой высоте, имеет возможность получать меньше излучения. Однако его насколько мало, что пассажиры и члены экипажа могут летать спокойно.

Напомним, что вы можете купить детские шумоизолирующие наушники

Также вас может заинтересовать дозиметр индивидуальный гамма излучения ДКГ-РМ1904А

Не забудьте о портативной кислородной системе SkyOx

Гигантские радиационные бури обрушиваются на Землю уже не менее 10 000 лет и могут ударить снова, показал анализ годичных колец

Северное сияние, возникающее в небе во время геомагнитных бурь, замечено с Международной космической станции.
(Изображение предоставлено НАСА/АО)

Новое исследование показало, что серия внезапных и колоссальных скачков уровня радиации в истории Земли могла быть вызвана серией неизвестных, непредсказуемых и потенциально катастрофических космических событий.

События, названные Мияке в честь ведущего автора первого исследования для их описания, всплески происходят примерно раз в 1000 лет или около того и регистрируются как внезапное повышение уровня радиоуглерода в годичных кольцах древних деревьев.

Точная причина внезапных радиационных потопов, которые периодически превращают лишний кусок атмосферного азота в углерод, поглощаемый деревьями, остается неизвестной. Ведущая теория среди ученых состоит в том, что события Мияке происходят 9 раз.0005 солнечных вспышек , которые в 80 раз мощнее самой сильной из когда-либо зарегистрированных вспышек. Но новое исследование, опубликованное 26 октября в журнале Proceedings of the Royal Society A: Mathematical, Physical, and Engineering Sciences , предполагает, что происхождение радиационных всплесков может быть еще более загадочным, чем предполагалось ранее.

Связанный: Странный новый тип солнечной волны бросает вызов физике

«Эти огромные всплески космического излучения, известные как события Мияке, происходят примерно раз в тысячу лет, но что их вызывает, неясно», — ведущий автор Бенджамин Поуп , астрофизик из Университета Квинсленда, Австралия, , сказал в заявлении . «Нам нужно знать больше, потому что, если бы что-то из этого произошло сегодня, это уничтожило бы технологии, включая спутники, интернет-кабели, линии электропередач и трансформаторы. Влияние на глобальную инфраструктуру было бы невообразимым».

Каждый год у деревьев умеренного пояса вокруг ствола образуется новое концентрическое кольцо, которое в сумме указывает на их возраст. Поскольку деревья поглощают углерод из атмосферы, ученые могут изучать количество радиации в атмосфере в недавней истории Земли, измеряя годичные кольца деревьев для определения количества радиоактивного изотопа углерода-14, который образуется при столкновении энергичных космических лучей с атмосферным азотом.

На данный момент ученые зафиксировали шесть явлений Мияке в годичных кольцах деревьев, на что указывают внезапные однолетние скачки концентрации углерода-14 и других изотопов; это произошло в 7176 г. до н. э., 5410 г. до н. э., 5259 г. до н. э., 660 г. до н. э., 774 г. н. э. и 993 г. н. э. ; наряду с рядом других, более мелких событий, замеченных в другое время.

Чтобы выяснить, были ли внезапные выбросы углерода-14 вызваны невероятно мощными солнечными вспышками, исследователи создали упрощенную модель глобального углеродного цикла; ввод данных о годичных кольцах деревьев, чтобы продемонстрировать, как углерод был произведен солнечным излучением и поглощен земной атмосферой, океанами, землей и организмами. Сравнивая свою временную шкалу атмосферного углерода с известным 11-летним солнечным циклом, исследователи ожидали обнаружить, что годы событий Мияке соответствуют моментам пика солнечной активности.

Но вместо этого они обнаружили, что события Мияке не совпадали с пиком солнечной активности, а некоторые события, в отличие от коротких вспышек, которые мы называем солнечными вспышками, длились один или два года.

«Вместо одиночного мгновенного взрыва или вспышки мы можем наблюдать своего рода астрофизическую «бурю» или вспышку», — сказал в своем заявлении первый автор Цинъюань Чжан, математик из Университета Квинсленда.

Интенсивность этих необъяснимых космических заграждений трудно переоценить. Самая крупная из когда-либо зарегистрированных солнечных бурь — 1859 г. Событие Кэррингтона , которое после столкновения с Землей послало мощные потоки солнечных частиц, которые поджарили телеграфные системы по всему миру и вызвали полярные сияния ярче, чем свет полной луны, на юге, вплоть до Карибского моря. Шторм выпустил примерно столько же энергии, сколько 10 миллиардов атомных бомб мощностью в 1 мегатонну. По мнению ученых, если бы сейчас на Землю обрушилась такая же мощная вспышка, это вызвало бы 90 005 «интернет-апокалипсисов», 90 006 отключений электроэнергии и ущерб на триллионы долларов. Но событие Кэррингтона было в 80 раз менее мощным, чем событие Мияке 774 года нашей эры.

СВЯЗАННЫЕ ИСТОРИИ

Поставив под сомнение всплески, исходящие от традиционно понимаемых солнечных вспышек, исследователи рассмотрели, были ли события Мияке вызваны вспышками сверхновых или разновидностью солнечных сверхвспышек. Но и в этих альтернативных теориях есть дыры: сверхновые звезды иногда производят всплески радиоуглерода в атмосфере Земли, а иногда нет; и звезды, подобные нашей, не производят солнечных вспышек, достаточно мощных, чтобы вызвать события Мияке. Доказательства солнечной супервспышки также отсутствуют в восстановленных записях нитратов ледяных кернов для событий 774 г. и 9 г. н.э.93.

Изучение исторических записей привело только к двум дразнящим ссылкам. В одном из «Англо-саксонских хроник» (сборнике анналов девятого века, рассказывающих об англо-саксонской истории) упоминается возможное полярное сияние в виде «красного распятия после захода солнца», замеченное в небе в 774 г. н.э., но исследователи думаю, что это также могла быть оптическая иллюзия, известная как лунное кольцо. Другой отчет, сделанный в 775 году нашей эры в китайской хронике Цзютаншу, описывает то, что также могло быть полярным сиянием, но его существование до сих пор не подтверждено другими записями.

Следующим шагом исследователей будет сбор дополнительных данных о годичных кольцах деревьев и ледяных кернах, чтобы уточнить время событий и смеси изотопов, которые они произвели. Но неуверенность ученых в том, что это за события или как предсказать, когда они произойдут, «очень тревожит», сказал Поуп.

«Исходя из имеющихся данных, вероятность появления еще одного в течение следующего десятилетия составляет примерно один процент. Но мы не знаем, как это предсказать или какой вред это может причинить», — добавил Поуп. «Эти шансы весьма тревожны и закладывают основу для дальнейших исследований».

Бен Тернер — штатный писатель Live Science из Великобритании. Он занимается физикой и астрономией, а также другими темами, такими как технологии и изменение климата. Он окончил Университетский колледж Лондона со степенью в области физики элементарных частиц, прежде чем стать журналистом. Когда он не пишет, Бен любит читать литературу, играть на гитаре и смущать себя шахматами.

Годовые кольца деревьев

дают представление о загадочных разрушительных радиационных бурях

Составное изображение, показывающее годичные кольца деревьев и пламя. Исследователи UQ использовали данные годичных колец деревьев для моделирования глобального углеродного цикла, чтобы бросить вызов общепринятой теории о событиях Мияке. Предоставлено: Университет Квинсленда 9.0003

Благодаря исследованию Университета Квинсленда (UQ) был пролит новый свет на загадочное, непредсказуемое и потенциально разрушительное астрофизическое событие.

Группа исследователей под руководством доктора Бенджамина Поупа из Школы математики и физики UQ применила передовые статистические данные к данным тысячелетних деревьев, чтобы узнать больше о радиационных «бурях».

«Эти огромные всплески космического излучения, известные как события Миякэ, происходят примерно раз в тысячу лет, но что их вызывает, неясно», — сказал доктор Поуп.

«Основная теория состоит в том, что это огромные солнечные вспышки. Нам нужно знать больше, потому что, если что-то из этого произойдет сегодня, это уничтожит технологии, включая спутники, интернет-кабели, линии электропередач и трансформаторы.

«Влияние на глобальную инфраструктуру было бы невообразимым».

«Вместо единичного мгновенного взрыва или вспышки мы можем наблюдать своего рода астрофизическую «бурю» или взрыв». — Цинъюань Чжан

Войдите в скромное кольцо дерева.

Первый автор Цинъюань Чжан, студент-математик UQ, разработал программное обеспечение для анализа всех доступных данных о годичных кольцах деревьев.

«Поскольку вы можете сосчитать годичные кольца дерева, чтобы определить его возраст, вы также можете наблюдать за историческими космическими событиями, происходящими тысячи лет назад», — сказал г-н Чжан.

«Когда радиация попадает в атмосферу, она производит радиоактивный углерод-14, который фильтруется через воздух, океаны, растения и животных и создает ежегодный рекорд радиации в годичных кольцах деревьев.

«Мы смоделировали глобальный углеродный цикл, чтобы реконструировать процесс за период в 10 000 лет, чтобы получить представление о масштабах и характере событий Миякэ».

До сих пор распространенная теория заключалась в том, что события Мияке представляют собой гигантские солнечные вспышки.

«Но наши результаты бросают вызов этому», — сказал г-н Чжан. «Мы показали, что они не коррелируют с активностью солнечных пятен, а некоторые из них действительно существуют один или два года.

«Вместо одного мгновенного взрыва или вспышки мы можем наблюдать своего рода астрофизическую «бурю» или взрыв».

«Влияние на глобальную инфраструктуру было бы невообразимым». — Д-р Бенджамин Поуп

Доктор Поуп сказал, что тот факт, что ученые не знают точно, что такое События Мияке и как предсказать их возникновение, очень тревожит.

«Эти шансы весьма тревожны и закладывают основу для дальнейших исследований».