Содержание
Насколько опасна космическая радиация на полярной орбите
Роскосмос вместо МКС хочет построить свою собственную пилотируемую станцию на полярной орбите. Возможно ли это с точки зрения радиационной безопасности?
Практически сразу после решения всех проблем со стыковкой модуля «Наука» к Международной космической станции, в Роскосмосе обсудили будущее отечественной пилотируемой космонавтики. Научно-технический совет принял решение, что стареющий российский сегмент МКС после 2024 года создает дополнительные риски, поэтому надо строить новую станцию РОСС. Сегодня рассматривается два варианта её размещения — в составе МКС, как замена нынешнего российского сегмента, или национальная станция на полярной орбите.
Последний вариант вызывает вопрос: не навредят ли космонавтам заряженные частицы которые порождают полярные сияния?
Что такое космическая радиация?
Космической радиацией называют ионизирующее излучение, рожденное за пределами Земли. Это могут быть фотоны высокой энергии (рентген и гамма), электроны, субатомные частицы, протоны (ядра атома водорода) и более тяжелые ядра атомов. Возникает это излучение там, где активно проходят ядерные или термоядерные реакции либо выделяется много энергии, например в недрах звезд, у сверхновых, в аккреционных дисках черных дыр, в ядрах активных галактик, в ударных волнах межзвездного газа… Звезды в этом списке самые слабые и самые спокойные источники радиации, но Солнце гораздо ближе к нам, чем остальные, поэтому часто можно услышать, что оно представляет главную угрозу в космических полётах.
Космическую радиацию разделяют на солнечную и галактическую, в зависимости от того, с какой стороны она прилетела. В отличие от солнечной, галактическая прилетает отовсюду. Иногда космическую радиацию называют космические лучи, но тут надо понимать, что под лучами имеется в виду не свет (фотоны), а вещество — электроны, ядра атомов и продукты их деления, летящие со скоростью в десятки или сотни тысяч километров в секунду, т. е. близко к скорости света. Чем выше скорость частиц, тем выше их энергичность. Есть ещё солнечные заряженные частицы низкой энергии, чья скорость от сотен до двух тысяч километров в секунду, они называются солнечным ветром и радиацией не считаются.
Фотоны могут преодолевать просторы космического вакуума на протяжении миллиардов лет, и лишь гравитационные поля способны влиять на их траекторию. В отличие от фотонов, частицы, имеющие электрический заряд, подвергаются воздействию ещё и магнитных полей. Это могут быть галактические магнитные поля, солнечная или земная магнитосфера. Чем выше энергия частицы, тем меньшее воздействие на неё оказывает магнитное поле, и тем ближе к прямой линии её траектория.
Солнечное магнитное поле отклоняет и рассеивает заряженные частицы прилетающие извне, поэтому до Земли долетают галактические космические лучи только высокой энергии. Они довольно редки, в сравнении с солнечными, но их энергия на порядки выше. Поток солнечных заряженных частицы намного плотнее, но энергия большинства из них намного меньше, поэтому с ними эффективно взаимодействует и земное магнитное поле, и обшивка космических кораблей.
Солнечные заряженные частицы это в основном электроны, протоны и альфа-частицы (ядра атома гелия). Частицы наименьшей энергии не могут преодолеть земного магнитного поля и обтекают нашу планету на расстоянии несколько тысяч километров. Поэтому часто можно встретить утверждения, что мы защищены от космической радиации земным магнитным полем, хотя это верно лишь для космических лучей слабой и средней энергии и солнечного ветра.
Заряженные частицы высокой энергии, например от солнечных протонных событий или галактические лучи, способны «пробивать» земную магнитную защиту и поглощаются нашей атмосферой. В такие моменты на Земле датчики регистрируют увеличение потока вторичной радиации с неба, тут уже могут быть и гамма, и электроны, и нейтроны и продукты деления атомных ядер, но всё это порождается уже в воздухе. Так можно изучать космическую радиацию и с Земли, но это сложно, примерно как по кругам на воде изучать бросаемые в воду камни. Поэтому астрофизики активно запускают в космос датчики заряженных частиц и космические телескопы.
Как только в космос полетели первые дозиметры, оказалось, что распределение заряженных частиц вокруг Земли неоднородно. Так люди узнали о радиационных поясах.
Что такое радиационные пояса?
Как уже говорилось выше, заряженные частицы низкой энергии просто облетают Землю стороной «отталкиваясь» от земного магнитного поля, частицы высокой энергии — поглощаются атмосферой, но есть ещё средняя категория, которая захватывается земной магнитосферой. Тут-то и начинаются проблемы для околоземной космонавтики.
© zelenyikot. livejournal.com
Земное магнитное поле собирает захваченные частицы в два пояса: внешний электронный и внутренний протонный. Внешний радиационный пояс состоит в основном из электронов и протонов средней энергии и распределен на расстоянии в несколько земных радиусов. Часть протонов добирается во внутренний радиационный пояс, на расстоянии примерно радиуса Земли, но главный источник протонов внутреннего радиационного пояса — вторичная радиация выбиваемая галактическими лучами из земной атмосферы. Из-за этого внешний радиационный пояс сильно взаимодействует с солнечным ветром, а внутренний отзывается только на многолетние солнечные циклы.
В 60-е человек смог даже создать искусственные радиационные пояса, когда американцы совершали высотные ядерные испытания.
Радиационная оболочка Земли не случайно зовется поясами, и их плотность напрямую зависит от формы магнитного поля. У экватора магнитные линии примерно параллельны земной поверхности, а на полюсах — уходят в Землю. Эта разница определяет и защитную функцию магнитного поля — чем дальше от экватора, тем проще космическим лучам добираться до плотных слоёв атмосферы. Поэтому низкая околоземная орбита близкая к экватору — самая защищенная от космической радиации, пока проходит ниже протонного радиационного пояса.
© zelenyikot. livejournal.com
В то же время, протонный радиационный пояс — это главная причина почему современные пилотируемые корабли и станции прижимаются к Земле. Радиация там превосходит на порядки те условия, которые есть на высоте 400 км, где летает МКС. Самый высотный полёт за последние почти полвека не превысил 630 км, когда «Шаттл» летал ремонтировать телескоп Hubble. А во время лунных полётов Apollo однократное пересечение поперек внутреннего радиационного пояса давало удвоение суммарной дозы за экспедицию, т. е. за полчаса в радиационном поясе экипаж в корабле и скафандрах облучался, как за неделю в межпланетном пространстве и на поверхности Луны.
Как дела с космической радиацией на МКС?
Наклонение орбиты Международной космической станции 51,6 градус — это довольно далеко от экватора, т. е. идеальной радиационно-защищенной орбиты. Тут сказываются политические и технические причины — только на такое наклонение можно запускать корабли с Байконура, чтобы ракетные ступени не падали в Китай.
© zelenyikot. livejournal.com
Исследования радиации на МКС идут давно, и некоторые продолжаются ещё со станции «Мир». В России этим активно занимается Институт медико-биологических проблем, в чью зону ответственности входит здоровье космонавтов, а также НИИЯФ МГУ, который следит за радиационной обстановкой. Благодаря многолетним данным, можно узнать, например, как менялась средняя доза в зависимости от одиннадцатилетнего солнечного цикла или от высоты полёта станции. Например переход с 360-километровой орбиты на 410-километровую позволил заметно снизить расход топлива на поддержание орбиты, но увеличил дозу экипажа примерно на 20%.
Чтобы не углубляться в детали, стоит сказать, что средняя доза космонавта на МКС за полугодовую экспедицию примерно равна средней дозе ликвидатора Чернобыльской аварии. И это примерно одна шестая от допустимой предельной дозы за всю карьеру космонавта. Уровень облучения на МКС может колебаться примерно на 30% в зависимости от местонахождения каюты космонавта, высоты орбиты и солнечной активности (чем выше активность, тем ниже доза).
Исследования показывают, что на орбите МКС для экипажа два главных облучающих фактора — это протоны нижнего радиационного пояса и галактические космические лучи. Солнечные вспышки за время измерений добавили к общей дозе считанные проценты. Электроны внешнего радиационного пояса вносят такой незначительный вклад в облучение экипажа, что их даже не учитывают в измерениях внутри станции. Это может быть неожиданным фактом для многих хранителей стереотипа о солнечных вспышках, как главном источнике радиационной опасности в космосе.
© zelenyikot. livejournal.com
Фактически же, из-за радиационных поясов, поглощенная доза экипажа станции на низкой околоземной орбите примерно равна дозе на поверхности Марса, у которого нет магнитного поля, а атмосфера экранирует примерно как корпус станции.
Проблема в том, что земное магнитное поле содержит неоднородности, поэтому в районе Южной Атлантики и Бразилии часть «подковы» (если смотреть в профиль) протонного радиационного пояса прижимается близко к атмосфере. Когда МКС пролетает над Бразилией внутренний фон подскакивает в десять раз, и за сутки происходит около шести таких пересечений.
Датчики заряженных частиц, установленные на МКС позволяют построить вот такую карту космического излучения.
© zelenyikot. livejournal.com
Здесь отчетливо видно пятно Южно-Атлантической аномалии, и возрастание радиации ближе к полюсам.
Что ждет станцию на полярной орбите?
Один из вариантов будущей Российской орбитальной служебной станции (РОСС) предполагает высоту около 360 км и наклонение орбиты 97 градусов, это значит, что станция будет летать практически поперек плоскости экватора. На такой орбите, только выше, уже летали спутники с датчиками заряженных частиц. Если взглянуть на созданные ими карты, то видно, что к Южно-Атлантической аномалии добавляются ещё две полосы.
© zelenyikot. livejournal.com
На самом деле это места погружения в Землю магнитных линий внешнего радиационного пояса, которые близки (но не совпадают) с кольцами полярных сияний, просто развернутые в картографическую проекцию.
© zelenyikot. livejournal.com
Глядя на эту карту, становится очевидно, что доза на такой орбите возрастет, ведь эти полосы станция будет пересекать не шесть раз в сутки, а по четыре раза на каждом витке. Да и Южно-Атлантическая аномалия никуда не девается, хотя сокращается длительность пребывания в ней.
Разумеется в Роскосмосе парни не забыли о космической радиации, и в ИМБП уже провели соответствующие расчеты. Этим летом на международной конференции GLEX заведующий лабораторией радиационного контроля при космических полётах Вячеслав Шуршаков представил расчеты дозы для полярной орбиты РОСС. Вывод неожиданный — в отсутствие солнечных вспышек средняя доза на высоте 400 км вырастет всего в 1,4 раза по сравнению с МКС, при этом не из-за радиационных поясов, а в основном, из-за галактических космических лучей.
Поскольку защитные способности магнитного поля Земли у полюсов падают практически до нуля, то галактические лучи и протоны солнечных вспышек могут беспрепятственно бомбардировать нашу Землю. Жители Мурманска могут не переживать на этот счет, ведь их, как и всех землян, защищает наша настоящая броня — атмосфера. А вот космонавтам будет хуже.
Насколько опасны для экипажа полярные сияния?
Теперь суммируем все факты. В период солнечного спокойствия, когда нет вспышек, многократные пролёты через области вхождения внешнего радиационного пояса в атмосферу не представляют заметной опасности. Это связано с тем, что этот пояс наполнен легкими электронами в большей степени чем протонами. Именно электроны дают то красивое полярное сияние, которое доступно жителям и гостям Приполярья.
© zelenyikot. livejournal.com
Протоны тоже могут вызывать свечение атмосферы, но Бразильские полярные сияния ещё никто не наблюдал по простой причине — протонные сияния видны только в ультрафиолете.
Даже самые энергичные электроны поглощаются корпусом станции, и способны создавать проблемы только во время выхода в открытый космос.
© zelenyikot. livejournal.com
Ситуация может значительно усугубиться во время солнечных вспышек. Специалисты ИМБП констатируют, что для экипажа стоит предусмотреть дополнительные средства защиты спального и рабочего мест. Это может быть просто изменение компоновки станции, чтобы люди были окружены как можно большим количеством оборудования. Например сейчас в модуле «Звезда» условная «столовая» защищена от действия радиационных поясов почти в два раза лучше чем рабочее место.
© zelenyikot. livejournal.com
Можно установить и специальную дополнительную защиту. Тяжелые материалы типа свинца в качестве защитных не рассматриваются, т. к. дают сильную вторичную радиацию. Эффективными считаются водородсодержащие материалы, типа воды или полиэтилена. На МКС уже сейчас проходит эксперимент «Шторка защитная» где в качестве антирадиационной брони каюты космонавта используются… влажные салфетки.
Оказалось, что благодаря салфеткам радиационный фон в каюте сократился на 30%. Всем кто захочет поиронизировать над идеей прикрываться салфетками от радиации стоит учесть, что их суммарная масса была около 70 кг.
Еще один важный фактор, позволяющий немного снизить дозу на полярной орбите — это высота полёта станции, она будет примерно на 50 км ниже МКС, как в свое время летала станция «Мир».
Исследование ИМБП не касается выходов космонавтов в открытый космос. Оболочка скафандра значительно тоньше чем космической станции, но даже она сокращает дозу вдвое по сравнению с «голым» выходом. Вероятно, длительность внекорабельной деятельности на полярной орбите придется ограничить в полтора-два раза и внимательнее следить за солнечной активностью. Но в любом случае лететь можно!
Выражаю признательность за помощь в подготовке материала Вячеславу Шуршакову (ИМБП РАН) и Давиду Парунакяну с Ильей Кудряшовым (НИИЯФ МГУ).
Просто в космос: ученые предложили новый метод отбора астронавтов по анализу крови | Статьи
Ученые из центра NASA в Хьюстоне предложили способ предсказывать степень вероятного урона здоровью астронавтов от космической радиации. На пробы крови членов экипажей можно воздействовать гамма-лучами еще на Земле, предполагает метод. Такой анализ позволит определить индивидуальную радиочувствительность каждого космонавта, считают специалисты. Исследование действительно можно использовать для отбора астронавтов и корректировки графика экспедиций, полагают российские эксперты. Впрочем, на орбите МКС земное магнитное поле отражает практически всё излучение, и в этом свете профессиональные и личностные качества экипажа гораздо важнее чувствительности к радиации, говорят другие.
Под гамма-лучами
Специалисты космического центра NASA имени Л. Джонсона предложили способ определения индивидуальной радиочувствительности членов экипажей космических миссий с помощью воздействия на пробы крови гамма-лучами. Эта характеристика отражает восприимчивость организма к воздействию космической радиации и позволяет прогнозировать, к какому уровню повреждения хромосом участников экспедиции может привести полет. Радиационное излучение на орбите Международной космической станции примерно в 200 раз превышает земное. За год полета космонавт получает ту же дозу радиации, что и ликвидатор чернобыльской катастрофы. Поэтому высокая резистентность к излучению становится жизненно важной.
Просто в космос
Фото: ТАСС/Валерий Шарифулин
Американские специалисты разрабатывали метод определения индивидуальной радиочувствительности на основе данных 38 астронавтов в возрасте от 37 до 57 лет, совершивших полеты на МКС с 2001 по 2013 годы. Пять из них побывали на станции дважды. Длительность экспедиций составила от двух до семи месяцев. У всех астронавтов брали пробы крови до и после полетов. Ученые сравнивали эффект, который оказывало на кровь космонавтов воздействие гамма-лучами в лабораторных условиях, с действием космической радиации на МКС, которое можно было выявить по пробам, взятым после завершения полета.
Согласно расчетам американских специалистов, средняя доза облучения астронавтов на МКС составляла 0,028 грея. За месяц до полета у всех участников миссий брали образцы крови, которые подвергались гамма-излучению мощностью 0,4, 0,3, 0,2, и 0,1 грея, что на порядок выше реального космического.
В зависимости от количества поврежденных хромосом после облучения в лаборатории для каждого астронавта строилась вычислительная модель, по которой определялась его индивидуальная радиочувствительность. Затем формировался прогноз, какое количество хромосом будет повреждено после полета. Сравнение расчетных показателей с реальными, полученными после возвращения астронавтов на Землю, подтвердило высокую точность разработанной модели, утверждают ее создатели.
Все люди разные
Устойчивость к радиации сложно проверить, так как для этого понадобилось бы целенаправленно облучать человека, пояснила член-корреспондент РАН, заведующая лабораторией «Клеточная физиология» Института медико-биологических проблем РАН Людмила Буравкова. При этом необходимо учесть тип и дозы радиации, а также время облучения. Радиация часто вызывает непредсказуемые повреждения в тех органах и тканях, где активно идут процессы обновления, добавила она. У двух людей в одинаковых условиях вполне может быть различный отклик на одну и ту же дозу облучения, так как у них разная чувствительность клеток, отметила специалист. По мнению Людмилы Буравковой, предложенный коллегами метод вполне может быть использован для мониторинга функционального состояния астронавтов перед космическими полетами, а также для составления такого графика экспедиций, который бы максимально сохранял их здоровье.
Просто в космос
Фото: commons. wikimedia.org
Для пребывания на МКС индивидуальная радиочувствительность не столь важна, так как эквивалентная доза облучения относительно невелика, утверждает старший научный сотрудник НМИЦПН имени В.П. Сербского Виктор Кохан. До сих пор не было зафиксировано каких-либо серьезных поражений космонавтов радиацией даже в случае пребывания на борту станции до года, указал он. Еще одно косвенное подтверждение относительной безопасности облучения на орбите МКС — тот факт, что корреляций между пребыванием на орбите и развитием онкогенеза выявлено не было, сказал он.
— Несомненно, хотелось бы минимизировать риски вреда здоровью, но в то же время подбор космонавтов по индивидуальной радиочувствительности организма, а не по профессиональным и личностным качествам для орбитальных полетов является нецелесообразным, — считает Виктор Кохан.
В случае повышенного риска, который возникает при увеличении срока экспедиций, данные теста на индивидуальную радиочувствительность могут быть использованы для ограничения времени пребывания на борту МКС, отметил эксперт.
Сейчас люди практически не летают в области, где высокая космическая радиация, указал заместитель декана физического факультета НГУ, ведущий инженер отдела аэрокосмических исследований НГУ Василий Горев. На орбите МКС земное магнитное поле отражает практически всё излучение, уточнил он. Пилотируемые полеты происходят внутри первого радиационного пояса, который защищает космонавтов от излучения почти так же, как на поверхности Земли. Все орбиты до 1 тыс. км от планеты располагаются внутри магнитного поля. Для работы в нем космонавтам определенно хватит среднего уровня радиочувствительности, считает эксперт. Зона опасности начинается дальше, на расстоянии 3–5 тыс. км, пояснил Василий Горев.
Проверка фактов: НАСА просило вас сегодня выключить телефон из-за космических лучей?
Quick Take
В течение последних многих лет различные пользователи размещали сообщения в социальных сетях. В сообщении пользователям предлагается выключить мобильные телефоны «сегодня», поскольку космические лучи будут проходить близко к земле, вызывая сильное излучение. Мы проверяем утверждение и обнаруживаем, что это False .
Претензия
Сообщение гласит – « Сегодня вечером с 00:30 до 03:30 не забудьте выключить телефон, сотовый, планшет и т. д. и убрать подальше от тела! Сингапурское телевидение объявило в новостях! Пожалуйста, расскажите своей семье и друзьям! Сегодня с 12:30 до 3:30 на нашей Планете будет очень высокая радиация! Космические лучи пройдут близко к Земле, поэтому, пожалуйста, выключите свой мобильный телефон! Не оставляйте устройство близко к телу, это может привести к ужасным повреждениям! Проверьте Google и NASA BBC News! Отправьте это сообщение всем людям, которые важны для вас! Спасибо. “
Некоторые пользователи добавили фотографии космоса и планет вместе с ним, чтобы оно выглядело правдоподобно. Архивная версия аналогичного сообщения находится здесь, а снимок приведен ниже:
Проверка фактов
Что такое космические лучи?
Согласно веб-сайту НАСА, космические лучи являются «формой излучения , которое постоянно обрушивается на нас из космоса. Они состоят из электрически заряженных субатомных частиц, которые врезаются в нашу атмосферу, где они распадаются и падают на Землю еще более мелкими фрагментами».
Считается, что космические лучи не влияют на людей на Земле, но НАСА отслеживает их возможное воздействие на электрическую сеть Земли.
Проходят ли сегодня космические лучи вблизи Земли?
№. Ни один день космические лучи не проходят мимо Земли внезапно.
В сообщении утверждается, что космические лучи проходят вблизи Земли сегодня между 00:30 и 03:30. В сообщении не указана дата. Наш поиск показывает, что сообщение было опубликовано несколькими пользователями в период с 2014 по 2020 год. Таким образом, «сегодня» может быть любой день. Кроме того, время не приходит с отметкой о местонахождении. Таким образом, мы не будем знать с 00:30 до 03:30 в каком месте.
В сообщении также утверждается, что « Сингапурское телевидение объявило в новостях! ”Телеканала Singapore TV не существует.
В сообщении также упоминались Google, NASA и BBC News. Простой поиск в Google ясно показывает, что несколько платформ на протяжении многих лет развенчивали эти фальшивые новости.
В 2019 году Vishvas News развенчали эту фейковую новость. В своем отчете они, как сообщается, поговорили с официальными лицами Индийской организации космических исследований (ISRO), которые подтвердили, что «сообщение выглядит мистификацией и нет никаких достоверных доказательств такого события».
Должны ли мы выключить наши мобильные телефоны?
В связи с этим конкретным событием НЕТ.
Чиновники ISRO подтвердили Vishvas News, что «нет известной связи с модуляцией космических лучей при использовании мобильных телефонов».
Отказ от ответственности: Медицина — это постоянно развивающаяся область. Мы стараемся обновлять эту страницу. Если вы заметили какие-либо несоответствия в содержании, сообщите нам об этом по адресу [email protected]. Вы можете далее прочитать наши Политика исправления здесь. Никогда не пренебрегайте профессиональным медицинским советом и не откладывайте обращение за медицинской помощью из-за того, что вы прочитали или получили доступ через этот веб-сайт или его каналы в социальных сетях. Прочитайте наш полный отказ от ответственности здесь для получения дополнительной информации.
Заявление об отказе от ответственности
Медицина — это постоянно развивающаяся область. Мы стараемся обновлять эту страницу. Если вы заметили какие-либо несоответствия в содержании, сообщите нам об этом по адресу [email protected]. Вы можете далее прочитать наши Политика исправления здесь. Никогда не пренебрегайте профессиональным медицинским советом и не откладывайте обращение за медицинской помощью из-за того, что вы прочитали или получили доступ через этот веб-сайт или его каналы в социальных сетях. Прочтите наш полный отказ от ответственности здесь для получения дополнительной информации.
Космические лучи: частицы из космоса
На микрофотографии показано, как высокоэнергетические электроны прорываются сквозь пленочную эмульсию, расположенную в спектрометре за пределами целевой камеры для испытаний петаваттного лазера. Дорожки слегка изогнуты из-за того, что эмульсия слегка изогнута в держателе (Изображение: НАСА/Центр космических полетов им. Маршалла и Университет Алабамы в Хантсвилле)
В августе 1912 года австрийский физик Виктор Гесс совершил исторический полет на воздушном шаре, который открыл новое окно в мир материи. Поднявшись на высоту 5300 метров, он измерил скорость ионизации в атмосфере и обнаружил, что она увеличилась примерно в три раза по сравнению с уровнем моря. Он пришел к выводу, что проникающая радиация проникала в атмосферу сверху. Он открыл космические лучи.
Эти высокоэнергетические частицы, прибывающие из космоса, представляют собой в основном (89%) протоны – ядра водорода, самого легкого и наиболее распространенного элемента во Вселенной, но они также включают ядра гелия (10%) и более тяжелые ядра (1% ), вплоть до урана. Когда они достигают Земли, они сталкиваются с ядрами атомов в верхних слоях атмосферы, создавая новые частицы, в основном пионы. Заряженные пионы могут быстро распадаться, испуская частицы, называемые мюонами. В отличие от пионов, они не взаимодействуют сильно с материей и могут путешествовать через атмосферу, чтобы проникнуть под землю. Скорость мюонов, прибывающих на поверхность Земли, такова, что примерно один мюон в секунду проходит через объем размером с голову человека.
Новый мир частиц
Исследования космических лучей открыли дверь в мир частиц за пределами атома: первая частица антивещества позитрон (антиэлектрон) была открыта в 1932 году, мюон в 1937 году, за ними следуют пион, каон и еще несколько. До появления ускорителей частиц высоких энергий в начале 1950-х годов это естественное излучение было единственным способом исследовать растущий «зоопарк» частиц. Действительно, когда в 1954 году был основан ЦЕРН, его конвенция включила космические лучи в список научных интересов. Но даже несмотря на то, что ускорители стали лучшей охотничьей площадкой для новых частиц, физика космических лучей по-прежнему широко изучается.
Энергии первичных космических лучей колеблются от примерно 1 ГэВ (энергия относительно небольшого ускорителя частиц) до целых 10 8 ТэВ, что намного превышает энергию луча Большого адронного коллайдера. Скорость, с которой эти частицы достигают верхних слоев атмосферы, падает с увеличением энергии, примерно с 10 000 на квадратный метр в секунду при 1 ГэВ до менее одного на квадратный километр в столетие для частиц с самой высокой энергией. Космические лучи очень высокой энергии генерируют огромные ливни из 10 миллиардов вторичных частиц или более, которые могут быть обнаружены детекторами частиц, когда они распространяются на площади до 20 квадратных километров на поверхности Земли.
Космические ускорители
Как космические лучи достигают таких высоких энергий? Где естественные ускорители? Космические лучи с самой низкой энергией исходят от Солнца в виде потока заряженных частиц, известного как солнечный ветер, но определение происхождения частиц с более высокой энергией затруднено, поскольку они крутятся и вращаются в магнитных полях межзвездного пространства.
Подсказки получены в результате изучения высокоэнергетического гамма-излучения из космоса. Их намного меньше, чем заряженных космических лучей, но, будучи электрически нейтральными, они не подвержены влиянию магнитных полей.