Aké nebezpečné je kozmické žiarenie pre ľudí?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy zmenené: 2023-12-16 16:15

Zem je jedinečná kolíska všetkého živého. Chránení svojou atmosférou a magnetickým poľom nemôžeme myslieť na radiačné hrozby, okrem tých, ktoré vytvárame vlastnými rukami. Všetky projekty vesmírneho prieskumu – blízkeho aj vzdialeného – však vždy narážajú na problém radiačnej bezpečnosti. Vesmír je nepriateľský k životu. Tam nás neočakávajú.

Obežná dráha Medzinárodnej vesmírnej stanice bola niekoľkokrát zdvihnutá a teraz je jej výška vyše 400 km. Stalo sa tak s cieľom presunúť lietajúce laboratórium preč z hustých vrstiev atmosféry, kde molekuly plynu stále dosť citeľne spomaľujú let a stanica stráca výšku. Aby sa dráha nekorigovala príliš často, bolo by dobré stanicu zdvihnúť ešte vyššie, ale to sa nedá. Spodný (protónový) radiačný pás začína asi 500 km od Zeme. Dlhý let v ktoromkoľvek z radiačných pásov (a sú dva) bude pre posádky katastrofálny.

Kozmonaut-likvidátor

Nedá sa však povedať, že v nadmorskej výške, v ktorej ISS momentálne letí, nie je problém s radiačnou bezpečnosťou. Po prvé, v južnom Atlantiku existuje takzvaná brazílska alebo juhoatlantická magnetická anomália. Tu sa zdá, že magnetické pole Zeme ochabuje a spolu s ním sa spodný radiačný pás ukazuje byť bližšie k povrchu. A ISS sa ho stále dotýka a lieta v tejto oblasti.

Po druhé, človeka vo vesmíre ohrozuje galaktické žiarenie – prúd nabitých častíc rútiaci sa zo všetkých smerov a obrovskou rýchlosťou, generovaný výbuchmi supernov alebo činnosťou pulzarov, kvazarov a iných anomálnych hviezdnych telies. Niektoré z týchto častíc sú zadržané magnetickým poľom Zeme (čo je jeden z faktorov vzniku radiačných pásov), zatiaľ čo druhá časť stráca energiu pri zrážkach s molekulami plynu v atmosfére.

Niečo sa dostane na povrch Zeme, takže malé rádioaktívne pozadie je na našej planéte úplne všade. V priemere človek žijúci na Zemi, ktorý sa nezaoberá zdrojmi žiarenia, dostane ročne dávku 1 milisievert (mSv). Astronaut na ISS zarobí 0,5–0,7 mSv. Denne!

Radiačné pásy

Radiačné pásy Zeme sú oblasti magnetosféry, v ktorých sa hromadia vysokoenergetické nabité častice. Vnútorný pás pozostáva hlavne z protónov, vonkajší z elektrónov. V roku 2012 bol satelitom NASA objavený ďalší pás, ktorý sa nachádza medzi dvoma známymi.

"Je možné urobiť zaujímavé porovnanie," hovorí Vyacheslav Shurshakov, vedúci oddelenia radiačnej bezpečnosti kozmonautov na Ústave biomedicínskych problémov Ruskej akadémie vied, kandidát fyzikálnych a matematických vied. - Za prípustnú ročnú dávku pre zamestnanca jadrovej elektrárne sa považuje 20 mSv - 20-krát viac ako dostáva bežný človek. Pre špecialistov na núdzovú reakciu, týchto špeciálne vyškolených ľudí, je maximálna ročná dávka 200 mSv. To je už 200-krát viac ako zvyčajná dávka a … prakticky rovnaké množstvo, aké dostane astronaut, ktorý na ISS pracoval rok."

V súčasnosti je v medicíne stanovená maximálna dávka, ktorú človek počas života nemôže prekročiť, aby sa predišlo vážnym zdravotným problémom. To je 1000 mSv alebo 1 Sv. Aj zamestnanec JE so svojimi normami tak môže pokojne pracovať päťdesiat rokov bez obáv.

Na druhej strane astronaut vyčerpá svoj limit už za päť rokov. Ale aj keď lietal štyri roky a získal svojich zákonných 800 mSv, sotva ho pustia na nový let trvajúci jeden rok, pretože bude hroziť prekročenie limitu.

„Ďalším faktorom radiačného nebezpečenstva vo vesmíre,“vysvetľuje Vjačeslav Šuršakov, – je aktivita Slnka, najmä takzvané emisie protónov. V momente katapultovania môže astronaut na ISS v krátkom čase dostať ďalších 30 mSv. Je dobré, že slnečné protónové udalosti sa vyskytujú zriedkavo - 1-2 krát za 11-ročný cyklus slnečnej aktivity. Je zlé, že tieto procesy prebiehajú stochasticky, v náhodnom poradí a je ťažké ich predvídať.

Nepamätám si také, že by nás naša veda vopred varovala pred blížiacim sa prepustením. Zvyčajne to tak nie je. Dozimetre na ISS zrazu ukazujú nárast pozadia, voláme špecialistov na Slnko a dostávame potvrdenie: áno, existuje anomálna aktivita našej hviezdy. Práve kvôli takýmto náhlym slnečným protónovým udalostiam nikdy presne nevieme, akú dávku si astronaut so sebou z letu prinesie."

Bláznivé častice

Problémy s radiáciou pre posádky idúce na Mars začnú už na Zemi. Loď s hmotnosťou 100 ton alebo viac bude musieť byť dlho zrýchľovaná na nízkej obežnej dráhe Zeme a časť tejto trajektórie prejde vnútri radiačných pásov. Už to nie sú hodiny, ale dni a týždne. Ďalej - presahujúce magnetosféru a galaktické žiarenie v jeho pôvodnej forme, veľa ťažkých nabitých častíc, ktorých dopad pod "dáždnikom" magnetického poľa Zeme je cítiť len málo.

„Problém je v tom,“hovorí Vyacheslav Shurshakov, „že účinok častíc na kritické orgány ľudského tela (napríklad nervový systém) je dnes málo študovaný. Možno radiácia spôsobí, že astronaut stratí pamäť, spôsobí abnormálne behaviorálne reakcie a agresiu. A je veľmi pravdepodobné, že tieto účinky nebudú súvisieť s dávkou. Kým sa nenazbiera dostatok údajov o existencii živých organizmov mimo magnetického poľa Zeme, je veľmi riskantné podnikať dlhé vesmírne výpravy.

Keď odborníci na radiačnú bezpečnosť navrhnú, aby dizajnéri kozmických lodí zvýšili biologickú bezpečnosť, odpovedajú na zdanlivo celkom racionálnu otázku: „V čom je problém? Zomrel niektorý z kozmonautov na chorobu z ožiarenia? Žiaľ, radiačné dávky, ktoré dostali na palubu ani hviezdne lode budúcnosti, ale obyčajná ISS, hoci zapadajú do noriem, nie sú vôbec neškodné.

Z nejakého dôvodu sa sovietski kozmonauti nikdy nesťažovali na svoj zrak – zrejme sa báli o svoju kariéru, no americké údaje jasne ukazujú, že kozmické žiarenie zvyšuje riziko šedého zákalu a zákalu šošoviek. Krvné testy astronautov ukazujú nárast chromozomálnych aberácií v lymfocytoch po každom vesmírnom lete, čo sa v medicíne považuje za nádorový marker. Vo všeobecnosti sa dospelo k záveru, že príjem prípustnej dávky 1 Sv počas života skracuje život v priemere o tri roky.

Lunárne riziká

Jedným zo „silných“argumentov zástancov „lunárneho sprisahania“je tvrdenie, že prekročenie radiačných pásov a pobyt na Mesiaci, kde nie je magnetické pole, by spôsobilo nevyhnutnú smrť astronautov na chorobu z ožiarenia. Americkí astronauti museli skutočne prekročiť radiačné pásy Zeme – protónové a elektronické. Stalo sa to však iba niekoľko hodín a dávky, ktoré dostali posádky Apolla počas misií, sa ukázali ako značné, ale porovnateľné s dávkami, ktoré dostali starodávni ISS. „Američania mali, samozrejme, šťastie,“hovorí Vjačeslav Šuršakov, „počas ich letov sa napokon nestala ani jedna solárna protónová udalosť. Ak by sa tak stalo, kozmonauti by dostali subletálne dávky – nie 30 mSv, ale 3 Sv.

Namočte si uteráky

„My, špecialisti v oblasti radiačnej bezpečnosti,“hovorí Vyacheslav Shurshakov, „trváme na posilnení ochrany posádok. Napríklad na ISS sú najzraniteľnejšie kabíny kozmonautov, kde odpočívajú. Nie je tam žiadna dodatočná hmota a človeka od kozmického priestoru oddeľuje iba kovová stena hrubá niekoľko milimetrov. Ak túto bariéru znížime na ekvivalent vody akceptovaný v rádiológii, je to len 1 cm vody.

Pre porovnanie: zemská atmosféra, pod ktorou sa ukrývame pred žiarením, zodpovedá 10 m vody. Nedávno sme navrhli chrániť kabíny astronautov ďalšou vrstvou uterákov a obrúskov nasiaknutých vodou, čo by výrazne znížilo účinky žiarenia. Vyvíjajú sa lieky na ochranu pred žiarením, hoci sa na ISS zatiaľ nepoužívajú.

Možno sa nám v budúcnosti pomocou metód medicíny a genetického inžinierstva podarí zlepšiť ľudské telo tak, aby jeho kritické orgány boli odolnejšie voči radiačným faktorom. Ale v každom prípade, bez toho, aby veda tomuto problému venovala veľkú pozornosť, môžeme zabudnúť na diaľkové vesmírne lety.