После 8 месяцев обработки NASA обнародовало данные о том, какой ущерб может нанести радиация открытого космоса организму человека, в случае, если он отправится к Марсу.
В марсоходе Curiosity установлен специальный датчик, анализирующий радиационный фон, — MSL's Radiation Assessment Detector (RAD). Он стоит в самом центре ровера и прикрыт примерно такой же защитой от космической радиации, как если бы он находился внутри МКС. С момента выхода ракеты-носителя с Curiosity за пределы земной атмосферы в ноябре 2011 года RAD начал собирать данные о том, какому радиационному излучению он подвергается. Подробно фиксировались частицы солнечного излучения (так называемый солнечный ветер) и жесткое космическое излучение (частицы высоких энергий, наиболее опасные для человеческого организма).
Прибыв на Марс, Curiosity передал собранные во время полета данные на Землю и продолжил фиксировать, какому радиационному воздействию он подвергается ежедневно на поверхности планеты, так же регулярно передавая их в центр управления миссией. NASA основной объем данных RAD получило 8 месяцев назад. Все это время шла их обработка. И вот в свежем номере журнала Science опубликована статья с окончательными выводами.
Они неутешительны. «Мы выяснили, что астронавты будут поглощать около 1,8 миллизиверта излучения в день во время полета. Общая доза во время полета к Марсу и Земле составит 0,662 зиверта, и вместе с пребыванием на поверхности Марса в течение года, может достигнуть одного зиверта. Такое количество радиации является предельной дозой облучения для астронавтов за время их карьеры, а может, и превосходит его», — заявил Кэри Цэйтлин, работавший над анализом данных RAD, из Юго-Западного исследовательского института в Сан-Антонио (США).
При этом общая доза в 1 зиверт на самом деле не раскрывает всех возможных последствий перелета на Марс, пребывания там и возвращения обратно для потенциальных астронавтов. Как следует из данных RAD, только 5% общего полученного облучения приходятся на частицы солнечного ветра. Они достаточно медленные и оболочка МКС, к примеру, достаточно надежно защищает астронавтов на орбите Земли от такого типа излучения.
95% радиации, зафиксированной RAD, пришлось на космические лучи высокой энергии — то самое галактическое излучение, от которых практически невозможно защититься. Длительное воздействие такого типа излучения на человеческий организм не изучено, так как на орбите Земли астронавтов все еще продолжает защищать от него электромагнитная оболочка планеты. Она существенно минимизирует воздействие галактического излучения на членов МКС.
Еще один фактор, который в NASA считают важным — период солнечной активности. Полет Curiosity к Марсу и пребывание на нем совпали с периодом низкой солнечной активности. В этой связи данные RAD по суммарно зафиксированной им радиации в какой-то степени занижены — скорее всего, пилотируемая миссия на Марс подвергнется еще большему облучению, чем 1 зиверт. А это практически гарантирует серьезные проблемы со здоровьем, в том числе с деятельностью мозга, так как по неподтвержденным данным, жесткое галактическое излучение наиболее пагубно сказывается именно на нейронных связях.
В целом, как следует из доклада NASA, полет на Марс в нынешних условиях развития радиационной защиты космических кораблей смертельно опасен даже в течение первого года пребывания на планете, не говоря уже о более продолжительном нахождении миссии на Марсе.
Хроническая ЛБ — развивается в результате длительного непрерывного или фракционированного облучения организма в дозах 0,1—0,5 сГр/сут при суммарной дозе, превышающей 0,7—1 Гр.
Общие клинические проявления лучевой болезни зависят, главным образом, от полученной суммарной дозы радиации. Дозы до 1 Гр (100 рад) вызывают относительно лёгкие изменения, которые могут рассматриваться как состояние предболезни
http://novosti-kosmonavtiki.ru/mag/2013/808/7309/Что касается радиационной опасности, то 2018 – 2019 гг. приходятся на период, совпадающий с 11-летним минимумом солнечной активности, когда действие солнечной радиации будет экстремально низким. Это еще один довод в пользу старта именно в 2018 г. Тем не менее проблему защиты от радиации придется решать – ведь от галактических космических лучей все равно не уйти. Команда Тито подошла к вопросу нетривиально: оберегать астронавтов будут продукты… их собственной физиологии.
Специальные резервуары с водой и пищей, покрывающие всю внутреннюю поверхность обшивки кабины, будут препятствовать пагубному влиянию излучения только на первых этапах путешествия. Постепенно эти емкости опустеют и будут заполнены… экскрементами, которые послужат не только для защиты от радиации, но и для пополнения запасов воды с помощью дегидратации. Это не самое эстетичное решение также позволит значительно упростить СОЖ и сэкономить массу и пространство для хранения провианта. Если специалисты проекта продолжат проявлять подобную изобретательность, астронавтам не придется беспокоиться о своей безопасности. А с отталкивающими моментами вторичности потреб** воды свыклись еще космонавты станции «Мир»…
NASA RELEASE : 13-165. May 30, 2013
Radiation Measured by NASA's Curiosity on Voyage to Mars has Implications for Future Human Missions
RAD космического аппарата MSL является первым инструментом прямого измерения радиационной обстановки в космическом аппарате, подобном [т.е. со средней защитой в ~10 г/см2 плюс по некоторым направлениям (баки с топливом) до ~80 г/см2] тому, на котором может быть выполнен пилотируемый полет [к Марсу]. Результаты измерений позволят уменьшить неопределенность оценки эффективности радиационной защиты и предоставить важную информацию для разработчиков космических аппаратов будущего. Герстенмайер, зам администратора по пилотируемым программам: "Наша нация стремится к достижению астероидов и Марса еще при жизни нашего поколения, и пока мы разрабатываем SLS и Orion, RAD дает нам необходимые данные, чтобы мы, люди, смогли отважиться достичь Красной планеты ".
Выводы, опубликованные 31.05 с.г. в журнале Science показывают, что дозы могут превысить действующие нормы за карьеру [при продолжительности экспедиции, характерной] для существующих двигательных установок КА.
Два основных источника потенциально опасных ионизирующих излучений в дальнем космосе - это галактические (ГКЛ) и солнечные (СКЛ )космические лучи; последние обусловлены вспышками на Солнце.
Существующие нормы устанавливают профессиональную границу облучения [в 100 сЗв для мужчин 35 лет] с 3% вероятности увеличения смертельных раковых заболеваний, как приемлемую для НОО. RAD намерил среднюю [эффективную] дозу от ГКЛ [за защитой в ~10 г/см2] в 1.8 мЗв/день [66 сЗв/год]; с учетом относительно спокойного солнечного максимума только 5% дозы обусловлено СКЛ.
Данные RAD помогут в разработке норм радиационной безопасности при работе в глубоком космосе, которая ведется в настоящее время в США.
Существующие мощности защиты КА обеспечивают гораздо более эффективную защиту от СКЛ, чем от ГКЛ. Для обеспечения защиты от сравнительно низкоэнергетических СКЛ [во время протонных событий] вероятно потребуются дополнительные радиационные укрытия в КА и/или на поверхности Марса. Существенно более высокоэнергетические ГКЛ экранируются защитой типичного КА слабо.
После посадки Curiosity, RAD начал измерения радиационной обстановки на поверхности Марса. Его данные продолжат обеспечивать информацией НАСА в процессе разработки будущих марсианских миссий ближайших десятилетий.
Еще раньше чернобыльской аварии непредвиденный радиационный инцидент произошел на Тайване. В 1982–1983 годах источники радиоактивного кобальта по небрежности попали на свалку металлических отходов, которые были переплавлены и из них изготовлены строительные конструкции. В 1983–1984 годах из них были построены 180 домов, в которых размещались около 1700 квартир. Первая загрязненная квартира была обнаружена только в 1992 году, а затем одна за другой были выявлены и остальные. в этих квартирах проживали и продолжает проживать около 10 тыс. человек. В первый год проживания (1983) оцененная мощность дозы достигала 50 мГр/год. После 21 года проживания в загрязненных апартаментах накопленная доза варьировала в диапазоне от 400 до 6000 мГр. Эти дозы были выше, чем усредненные дозы, полученные выжившими после бомбардировки в Японии, и выше, чем дозы, полученные ликвидаторами через два года после чернобыльской аварии.
Этот непреднамеренный длительный эксперимент на людях доказал, что хроническое облучение при низких мощностях доз редкоионизирующего излучения могло эффективно снижать выход онкологических заболеваний человека. Действительно, в соответствии с представлениями, что любая малая доза является вредной, полученные дозы могли индуцировать 36 случаев смертности от лейкемии и 40 от сулидных раков после 21 года проживания. В действительности же такие цифры не подтвердились. Наоборот, в нескольких публикациях авторы отмечали, что смертность от рака среди взрослых, проживавших в этих зданиях в течение 9–20 лет, составляла примерно 3 % от случаев раковой смертности общей взрослой популяции острова. Согласно правительственной статистике Тайваня, должны ожидаться 200 случаев спонтанных смертей от рака в популяции людей, проживающих в загрязненных апартаментах, фактически наблюдалось пять таких случаев, или 2,5 % от среднего числа, регистрируемого на Тайване. Возникает вопрос: а как насчет наследуемых генетических повреждений, которые могли проявиться в последующих поколениях? Опубликованные данные наглядно демонстрируют отсутствие значимых изменений хромосомных аберраций. В отличие от континентального Китая, на Тайване нет ограничения рождаемости. С 1983 года более 2000 детей родились у жителей, проживающих в загрязненных квартирах, среди них по статистике должно бы наблюдаться около 46 детей с врожденными наследуемыми дефектами (синдром Дауна, гемофилия, церебральный паралич и др.). Фактически выявлены только три ребенка с врожденными заболеваниями сердца, или только 6 % от аналогичных заболеваний в общей популяции населения Тайваня.
Некоторые авторы, используя эти результаты, делают совершенно неожиданный вывод, что Чернобыль, несмотря на всю его трагичность, мог спасти в Европе около 1 млн случаев возникновения дополнительных опухолей, а испытания ядерного оружия — несколько миллионов. На этом основании высказывается предположение, что мы живем в условиях дефицита ионизирующего излучения. Конечно, я не предлагаю развесить кобальтовые источники в аллеях Летнего сада или Сокольниках, чтобы каждый житель Санкт-Петербурга и Москвы ежемесячно прогуливался и получал дополнительное облучение. Но с реальными приведенными данными спорить, по меньшей мере, сложно. И поэтому важно задуматься об актуальности проблемы действия малых доз ионизирующих излучений и необходимость ее дальнейшего изучения.
Вид излучения и диапазон энергий | Весовой множитель | ||
Фотоны всех энергий | 1 | ||
Электроны и мюоны всех энергий | 1 | ||
Нейтроны с энергией | 5 | ||
Нейтроны от 10 до 100 КэВ | 10 | ||
Нейтроны от 100 КэВ до 2 МэВ | 20 | ||
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ | 10 | ||
Нейтроны более 20 МэВ | 5 | ||
Протоны с энергий более 2 МэВ (кроме протонов отдачи) | 5 | ||
альфа-частицы, осколки деления и другие тяжелые ядра | 20 |