Сегодня будет высокая космическая радиация 2018: Документ не найден |

Содержание

На Марсе обнаружены «оазисы», безопасные для людей

07 сентября 2021
17:11

Ольга Мурая

Марс является основным кандидатом в планеты, пригодные для основания человеческой колонии в будущем.

Фото Josh Gordon/Unsplash.

Космическая радиация угрожает всему живому. Однако учёные нашли на Красной планете места, где человеческие колонии вполне могут прикрыть собой природные структуры. Выдающееся открытие было сделано после анализа информации, собранной марсоходами.

Обсуждение способов колонизации Марса ведётся в научных кругах всё активнее. Однако проблема космического излучения продолжает оставаться нерешённой.

Красная планета лишена магнитного поля и плотной атмосферы, которые защищали бы её поверхность от «обстрела» частицами высокой энергии, приходящими из космоса.

В таких условиях человеческий организм будет совершенно беззащитен перед космическим излучением и в путешествии на Марс и при нахождении на поверхности планеты. Если экипаж желает вернуться целым и (почти) невредимым из реальной пилотируемой миссии такого рода, длительность этой миссии должна быть строго ограниченной.

Однако новый анализ данных, полученных с помощью прибора для измерения радиации (Radiation Assessment Detector), установленном на марсианском ровере Curiosity, показывает, что способ снизить воздействие космического излучения на людей на Марсе всё-таки существует.

«Кьюриосити» находится на поверхности Красной планеты с августа 2012 года. В сентябре 2016 года марсоход остановился неподалёку от отвесной скалы и зафиксировал снижение уровня радиации. Он опять «пришёл в норму», когда аппарат отдалился от возвышенности.

Конечно же, исследователи объяснили это изменение уровня облучения приближением ровера к возвышенности. Скала прикрыла аппарат собой от губительного излучения.

Чтобы подробнее изучить этот феномен, исследователи построили панорамную карту видимой части неба над марсоходом. Тогда они обнаружили, что около 20% неба было закрыто, когда «Кьюриосити» приблизился к скале, а до этого момента этот показатель был не выше 10%. Этот результат указывает на то, что возвышенности на местности действительно защищают то, что находится в их «тени» от части космического излучения.

Однако учёные отмечают, что это не значит, что стоит немедленно собирать миссию на Марс и строить колонию у подножия отвесной скалы. Они призывают не забывать о существовании вторичного излучения, которое отражается от поверхности планеты и отправляется обратно в космос.

Несмотря на то, что возвышенность может защищать от части космического излучения, также есть вероятность, что уровень вторичного излучения, отражённого той же самой скалой, в этом месте может увеличиться.

Чтобы разобраться в этом вопросе, нужно провести дополнительные исследования.

Нынешнее исследование международной группы учёных было опубликовано в издании Geophysical Research Letters.

Эта работа должна поспособствовать развитию возможных стратегий по смягчению последствий воздействия радиационной обстановки на будущих колонизаторов Марса.

Что касается других аспектов жизни возможной внеземной колонии, то напомним, что ранее мы писали о том, как марсоход «Персеверанс» впервые получил на Красной планете кислород, о том, как из лунного грунта при помощи 3D-печати впервые были созданы кирпичи, а также о том, как микроорганизмы могут превратить Марс во вторую Землю.

Больше новостей из мира науки вы найдёте в разделе «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

наука
планета
Марс
излучение
колонизация
общество
новости

Ранее по теме

Новый космический рубеж: прямо на Марсе впервые создан кислород
НАСА показало, как может выглядеть первая миссия на Марс
Искусственное магнитное поле подарит Марсу второе рождение
Invisible invasion: человечество ждёт нашествие внеземных патогенов
Специалисты SpaceX рассказали, как будут создавать первую базу на Марсе
Невиданные скорости: подробности о ядерном «Зевсе»

Обнародован способ слетать на Марс и вернуться оттуда живым

30 августа 2021
16:49

Наталия Теряева

Главным препятствием для полёта людей на Красную планету является космическое излучение, исходящее из глубин Галактики.

Иллюстрация simisi1/Pixabay.

Пилотируемая миссия на Марс возможна, если она не продлится дольше четырех лет, заключила международная группа исследователей.

При нынешних технических возможностях землян полёт с Земли на Марс туда и обратно должен занять около 500 дней, то есть год и четыре с половиной месяца.

Главным препятствием для полёта людей на Красную планету является космическое излучение. Оно состоит из двух основных компонентов: галактических космических лучей (ГКЛ) и солнечных космических лучей (СКЛ).

Галактические космические лучи приходят в межпланетное пространство Солнечной системы извне. Эти лучи производят вспышки сверхновых. Такие взрывы звезд происходят с частотой примерно раз в 30-50 лет.

Звёзд во Вселенной много, поэтому поток галактических космических лучей постоянен – частицы выбрасываются взрывами звёзд во Вселенную и пускаются в непрерывный путь по ней. При этом взрывы придают частицам ГКЛ очень высокую энергию.

Галактические космические лучи состоят как из лёгких ионов (протонов), так и из более тяжёлых ионов, представляющих собой «ободранные» ядра других химических элементов. Напомним, что протоны – это ядра водорода (¹H).

Солнечные космические лучи – это частицы, которые выбрасываются в межпланетное пространство внутри Солнечной системы после вспышек на Солнце. Они, как и галактические лучи, тоже состоят из лёгких и тяжёлых ионов. Только энергии частиц солнечных космических лучей ниже, чем у галактических.

Существуют также внегалактические космические лучи, попадающие внутрь Млечного Пути из других галактик.

Перед галактическим излучением человек абсолютно беззащитен, поскольку энергии его частиц чрезвычайно высоки от 10⁶ электронвольт (1 МэВ) до 10²¹электронвольт (1 ЗэВ).

Тяжёлые ионы космического излучения обладают такой высокой энергией, что «прошивают» обшивку космического корабля в открытом космосе, словно пушечные ядра тонкий шёлк.

Радиобиологи Объединенного института ядерных исследований в ускорительных экспериментах с клетками животных еще десять лет назад сравнивали эффект от облучения живой клетки пучками тяжёлых ионов, пучками нейтронов и пучками фотонов (гамма-излучение). Оказалось, что при одинаковой дозе облучения (одинаковом количестве полученной радиации) на живую клетку хуже всего действуют именно тяжелые ионы.

Учёные тогда выяснили, что причина столь разрушительного воздействия кроется в разрывах обеих нитей ДНК клетки. Если одну порванную нить ДНК организм восстановить может, то две нити – нет.

Если тяжелые ионы, мчащиеся сквозь космическое пространство на огромных скоростях и прошивающие насквозь всё на своём пути, будут проходить через мозг космонавтов, они будут убивать нейроны и все остальные клетки. По оценкам специалистов NASA, в ходе марсианской экспедиции от 2 до 13% нервных клеток участников экспедиции будут пересекаться как минимум одним ионом железа.

Сквозь ядро каждой клетки организма один протон будет пролетать раз в три дня. Всё это может привести к серьёзным и необратимым нарушениям в поведении членов экипажа, что ставит под угрозу выполнение миссии в целом.

Выходов из этой ситуации до сих пор виделось два.

Первый: подарить современным космическим кораблям мощную радиационную защиту. Но она сильно увеличит вес корабля и, соответственно, расход топлива.

Выход второй: создать космический корабль, который сможет летать в разы быстрее современных.

Международная команда ученых предложила третий выход: лететь на современном корабле, но спланировать его время полета так, чтобы оно учитывало пик активности Солнца – солнечный максимум.

Дело в том, что во время солнечного максимума наиболее опасные частицы выталкиваются из Солнечной системы потоками солнечных космических лучей. Известно, что активность галактических космических лучей ниже в течение 6–12 месяцев после пика солнечной активности, в то время как количество высокоэнергетических солнечных частиц самое большое именно во время солнечного максимума.

Свою идею третьего выхода исследователи обосновали в статье, опубликованной научным журналом Space Weather.

Ученые из Калифорнийского университета в Лос-Анджелесе, Массачусетского технологического института, Сколковского института науки и технологий и Потсдамского центра наук о Земле объединили геофизические модели распространения космических частиц в межпланетном пространстве (с учетом солнечных циклов) с моделями влияния этого излучения на космонавтов и космический корабль.

Моделирование показало, что оболочка космического корабля, построенная из относительно толстого материала, может помочь защитить межпланетных путешественников от радиации. Но, если защита окажется слишком толстой, она может стать источником вторичного излучения, которому подвергнутся космонавты внутри корабля. Защита будет накапливать излучение от улавливаемых ею частиц.

«Это исследование демонстрирует, что хотя космическое излучение накладывает строгие ограничения на вес космического аппарата и время его запуска, а также представляет технологические трудности для полётов человека на Марс, такая миссия жизнеспособна», – говорит Юрий Шприц (Yuri Shprits) из Потсдамского центра наук о Земле.

Исследователи отмечают, что слетать на Марс и вернуться обратно земляне могли бы менее, чем за два года. Также они рекомендуют, чтобы продолжительность миссии на Марс была не более четырёх лет. Иначе опасность для здоровья космонавтов даже в условиях рассчитанной солнечной активности будет слишком большой (не говоря уже о том, что активность нашей звезды порой тоже преподносит астрономам сюрпризы).

Ранее мы писали о том, что в РФ разработали проект межпланетного корабля.

Больше интересных новостей науки вы найдёте в разделах «Наука» на медиаплатформе «Смотрим».

наука
Марс
радиация
космический корабль
протон
общество
новости

Высоколетящий телескоп фокусируется на космическом излучении

Понедельник, 30 июля 2018 г.

Питер Блозер и Теджасвита Шарма стоят рядом с телескопом, который они помогли построить для обнаружения гамма-излучения из космоса.

Ученые тестируют новый телескоп, который обнаруживает высокоэнергетические световые частицы, проходящие через галактику, чтобы точно определить происхождение этих частиц, включая сверхновые звезды, черные дыры или другие космические явления.

Телескоп был спроектирован и построен группой из 10 исследователей и инженеров из Университета Нью-Гэмпшира, некоторые из которых недавно побывали на Центре научных аэростатов Колумбии НАСА в Палестине, штат Техас, чтобы проверить способность телескопа обнаруживать космическое гамма-излучение. лучи с высоты 120 000 футов с помощью большого научного аэростата.

Запуск воздушного шара — кульминация трехлетних усилий команды по подготовке прибора к полету — позволяет исследователям проверить концепцию и точно настроить оборудование для возможного будущего запуска на орбиту на спутнике. Группу возглавили Питер Блозер, доцент кафедры физики UNH, и Теджасвита Шарма, доктор философии. кандидат в Центр космических наук UNH.

«Цель проекта — повысить чувствительность приборов, которые были построены ранее», — объясняет Шарма, говоря о приборах гамма-излучения, построенных UNH.

Гамма-лучи — это высокоэнергетические фотоны или частицы света, которые образуются во время гроз, взрывов сверхновых и часто обнаруживаются вблизи черных дыр. Гамма-излучение может быть вредным для человека, но, к счастью для нас, атмосфера Земли блокирует самые разрушительные лучи, приходящие на нашу планету из космоса. Ученые изучают эти энергичные частицы, чтобы лучше понять, что происходит в отдаленных регионах нашей галактики.

Вот где в игру вступает новый телескоп UNH — он получил название ASCOT, что означает «Усовершенствованный сцинтилляционный телескоп Комптона». Сцинтиллятор обнаруживает заряженные частицы, образующиеся в результате взаимодействия гамма-лучей, и эта версия быстрее, компактнее, прочнее и дешевле, чем предыдущие версии, созданные в UNH. Возможно, самым уникальным аспектом ASCOT является то, что в нем используется светочувствительная технология, разработанная не для астрономии, а для медицинской визуализации. Позитронно-эмиссионная томография (ПЭТ) используется для обнаружения определенных заболеваний в организме человека путем измерения фотонов проглоченного радиоактивного материала, и, как оказалось, детекторы, созданные для этого измерения, пригодятся при работе с такими частицами, как гамма-лучи.

Известно, что источники космического гамма-излучения трудно точно определить, поскольку частицы либо проходят через большинство типов детекторов, либо сталкиваются с электронами в детекторах и разлетаются, как бильярдные шары на бильярдном столе (процесс, известный как комптоновское рассеяние). Затем ученые должны реконструировать потенциальные пути, чтобы определить, откуда могли возникнуть гамма-лучи. Этот полет ASCOT сосредоточился на известном источнике гамма-излучения — Крабовидной туманности, где остатки сверхновой звезды из созвездия Тельца обеспечивают самый яркий источник гамма-лучей в нашей галактике — чтобы затем продемонстрировать, что рассеяние фотонов может быть реконструировано. как и ожидалось. Как только этот расчет будет проверен, его можно будет применить к другим обнаружениям гамма-лучей, чтобы выяснить, откуда они исходят, и узнать больше о высокоэнергетических физических процессах в нашей Вселенной.

Вдохновленный природой

Профессор машиностроения Янин Ли обращается к природным формам и структурам для создания инновационных материалов.

Итак, после пары недель транспортировки, повторной сборки и тестирования оборудования команда UNH была наконец готова к полету на ASCOT. Однако сам запуск воздушного шара не обошлось без проблем; многочисленные задержки из-за погодных условий и некоторые технические неполадки в последнюю минуту вызвали у команды недели головной боли, но в конце концов им разрешили взлет. После двух часов медленного набора высоты телескоп и воздушный шар поднялись на высоту 123 000 футов и оставались на плаву около пяти часов. Он благополучно приземлился в нескольких сотнях миль к западу от Палестины, где команда забрала оборудование и загрузила данные для последующего анализа.

Следующим шагом Шармы будет изучение данных, чтобы определить, насколько на самом деле чувствительна технология ASCOT. После того, как она проработает эту часть проекта, команда может принять решение о том, нужно ли что-то изменить, чтобы двигаться вперед и построить достойную космическую версию той же технологии.

Шарма говорит, что это был отличный опыт во всех отношениях, от создания оборудования до его тестирования, а затем, наконец, его запуска после многих лет подготовки. «Это было почти слишком хорошо, чтобы быть правдой, увидеть запуск телескопа с воздушным шаром», — говорит она. «Потребовалось некоторое время, чтобы осознать, что он действительно растет, особенно после всех задержек. Я так рад, что это сработало».

Финансирование этого исследования обеспечивается Программой астрофизических исследований и анализа НАСА.

Институт изучения Земли, океанов и космоса (EOS)

Безопасность и здоровье экипажа — Космическое ионизирующее излучение | NIOSH

Фото предоставлено Джули Хаггерти (NCAR)

Что вам нужно знать

Экипаж и пассажиры подвергаются воздействию космического ионизирующего излучения на каждом рейсе. Здесь вы можете узнать больше о космическом ионизирующем излучении, о том, как вы можете подвергнуться его воздействию, об уровнях воздействия и возможных последствиях для здоровья.

Что такое космическое ионизирующее излучение?

Космическое ионизирующее излучениеВнешняя икона (или космическое излучение) — форма ионизирующего излучения, исходящего из космоса. Очень небольшое количество этого излучения достигает Земли. На больших высотах пассажиры и члены экипажа подвергаются более высокому уровню космического излучения.

Воздействие космической радиации на самолет включает:

галактическую космическую радиацию, которая всегда присутствует
событие с солнечными частицами, иногда называемое «солнечными вспышками»

Известны ли какие-либо последствия для здоровья от космического ионизирующего излучения?

Международное агентство по изучению рака (IARC) Всемирной организации здравоохранения (ВОЗ) сообщает, что ионизирующее излучение вызывает рак у людей. Также известно, что ионизирующее излучение вызывает репродуктивные проблемы. Мы более конкретно изучаем, связано ли космическое ионизирующее излучение с раком и репродуктивными проблемами.
В большинстве исследований воздействия радиации на здоровье рассматривались группы с гораздо более высокими дозами облучения от различных видов излучения (выжившие после атомной бомбардировки; пациенты, прошедшие лучевую терапию).

Что неизвестно

Мы не знаем, что вызывает большинство проблем со здоровьем, которые могут быть связаны с радиацией, включая некоторые формы рака и проблемы с репродуктивным здоровьем, такие как выкидыши и врожденные дефекты. Если вы подверглись воздействию космического ионизирующего излучения и у вас есть проблемы со здоровьем, мы не можем сказать, было ли это вызвано условиями вашей работы или чем-то другим.

Мы не знаем, какие уровни космического излучения безопасны для каждого человека.

Какой дозе космического излучения подвергаются члены экипажа?

Национальный совет по радиационной защите и измерениям сообщил, что летные экипажи получают наибольшую среднегодовую эффективную дозу (3,07 мЗв) среди всех подвергшихся радиационному облучению рабочих в США. ¹ Другие оценки ежегодного воздействия космического излучения на летный экипаж составляют от 0,2 до 5 мЗв в год.
Чтобы оценить дозу галактического космического излучения (не дозу солнечного излучения) для конкретного полета, посетите внешний значок программы FAA CARI.

Что говорится в руководствах или правилах об уровнях воздействия космического излучения на экипажи?

В США нет официальных ограничений дозы для экипажа, но существуют национальные и международные рекомендации.

Международная комиссия по радиологической защите (ICRP) считает, что экипажи самолетов подвергаются воздействию космического излучения на своих рабочих местах. Они рекомендуют пределы эффективной дозы в 20 мЗввнешний icon/год в среднем за 5 лет (то есть всего 100 мЗв за 5 лет) для радиационных работников и 1 мЗв/год для населения. Для беременных радиационных работников МКРЗ рекомендует предельную дозу 1 мЗв на протяжении всей беременности. Национальный совет по радиационной защите и измерениям рекомендует месячный предел радиации 0,5 мЗв во время беременности.
Государства-члены Европейского Союза требуют оценки облучения экипажа, когда оно может превышать 1 мЗв/год, и корректировки графиков работы таким образом, чтобы ни один человек не превышал 6 мЗв/год.
Мы обнаружили, что некоторые члены экипажа могут подвергаться воздействию космического излучения выше рекомендуемого, и, таким образом, могут подвергаться большему риску возможных последствий для здоровья.

Что могут сделать члены экипажа, чтобы уменьшить воздействие космического излучения?

Участие в торгах по расписанию полетов для снижения облучения космическим излучением затруднено, поскольку уменьшение одного облучения может увеличить другое. Старшинство, образ жизни и личные проблемы также влияют на способность делать этот выбор. Вот некоторые действия, которые вы можете рассмотреть:

Постарайтесь сократить время, затрачиваемое на очень длительные полеты, полеты в высоких широтах или полеты над полюсами. Это условия полета или места, которые имеют тенденцию увеличивать количество космического излучения, которому подвергаются члены экипажа. Вы можете рассчитать свое обычное воздействие космического излучения. Внешний значок веб-сайта программы CARI FAA позволяет вам вводить информацию для оценки вашей эффективной дозы от галактического космического излучения (не от солнечных частиц) для полета.
Если вы беременны или планируете беременность, важно учитывать воздействие на вас работы, включая космическое излучение. Если вы беременны и знаете о продолжающемся событии с солнечными частицами, когда вы планируете лететь, вы можете рассмотреть возможность обмена рейса или другие действия по переносу расписания, если это возможно.
- Для бортпроводников исследование NIOSH показало, что воздействие космического излучения в дозе 0,36 мЗв или более в первом триместре может быть связано с повышенным риском выкидыша.
- Кроме того, хотя полеты через солнечные частицы случаются нечасто, исследование NIOSH и НАСА показало, что беременная стюардесса, которая летит через солнечные частицы, может получить больше радиации, чем рекомендуется во время беременности национальными и международными агентствами.
Что касается событий, связанных с солнечными частицами:
- NIOSH подсчитал, что за 28-летнюю карьеру пилоты пролетают примерно через 6 событий, связанных с солнечными частицами.
- Трудно избежать воздействия солнечных частиц, потому что они часто происходят без предупреждения. Вы можете узнать, активно ли в данный момент событие с солнечными частицами, из этих источников:
  - Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства (НАСА) разрабатывает внешний значок системы прогнозирования атмосферного ионизирующего излучения (NAIRAS) для информирования летных экипажей и пассажиров о потенциально опасных уровнях излучения в полете.
    - НАИРАС: текущий прогноз мощности дозы облучениявнешняя иконка.
  - Информационная панель авиационного сообщества Центра прогнозирования космической погоды Национального управления океанических и атмосферных исследований (NOAA) содержит прогноз событий, связанных с солнечными частицами.

Для получения дополнительной информации

Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства: что такое космическое излучение? внешний значок
Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства: внешний значок сайта NAIRAS
NIOSHTIC2: исследования NIOSH воздействия космического излучения
Атмосферное ионизирующее излучение галактических и солнечных космических лучей (2012)
Оценка профессионального космического облучения бортпроводников по данным анкетирования (2011 г.)
Оценка воздействия космической радиации и нарушений циркадных ритмов пилотами авиакомпаний на основе бортовых журналов и записей компании (2011 г.)
Разработка исторических оценок воздействия космического излучения и нарушения циркадного ритма для когортных исследований бортпроводников авиакомпании Pan Am (2009 г.)
Повышенная частота хромосомных транслокаций у пилотов авиакомпаний с многолетним опытом полетов (2009 г.