Kui ohtlik on kosmiline kiirgus inimesele?

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Viimati modifitseeritud: 2023-12-16 16:03

Maa on kõigi elusolendite ainulaadne häll. Selle atmosfääri ja magnetväljaga kaitstuna ei saa me mõelda kiirgusohtudele, välja arvatud need, mille loome oma kätega. Kõik kosmoseuuringute projektid – nii lähedal kui ka kaugel – on aga alati vastuolus kiirgusohutuse probleemiga. Kosmos on eluvaenulik. Sinna meid ei oodata.

Rahvusvahelise kosmosejaama orbiiti on korduvalt tõstetud ja praegu on selle kõrgus üle 400 km. Seda tehti selleks, et viia lendav labor eemale tihedatest atmosfäärikihtidest, kus gaasimolekulid veel üsna tuntavalt lendu aeglustavad ja jaam kõrgust kaotab. Et orbiiti liiga tihti mitte korrigeerida, oleks hea jaam veelgi kõrgemale tõsta, aga seda ei saa teha. Alumine (prootoni) kiirgusvöö saab alguse umbes 500 km kaugusel Maast. Pikk lend mis tahes kiirgusvöö sees (ja neid on kaks) on meeskondadele katastroofiline.

Kosmonaut-likvidaator

Sellegipoolest ei saa väita, et ISS-i parajasti lendab kõrgusel kiirgusohutuse probleemi. Esiteks on Atlandi ookeani lõunaosas nn Brasiilia ehk Lõuna-Atlandi magnetanomaalia. Siin näib Maa magnetväli langevat ja koos sellega osutub alumine kiirgusvöö pinnale lähemale. Ja ISS puudutab seda endiselt, lennates selles piirkonnas.

Teiseks ähvardab inimest kosmoses galaktiline kiirgus – igast suunast ja tohutu kiirusega tormav laetud osakeste voog, mille tekitavad supernoova plahvatused või pulsarite, kvasarite ja muude anomaalsete tähekehade tegevus. Osa neist osakestest jääb kinni Maa magnetväljas (mis on üks kiirgusvööde tekkimise tegureid), teine osa aga kaotab energiat kokkupõrgetes atmosfääri gaasimolekulidega.

Midagi jõuab Maa pinnale, nii et väike radioaktiivne foon on meie planeedil absoluutselt igal pool. Keskmiselt saab Maal elav inimene, kes ei tegele kiirgusallikatega, aastas doosi 1 millisiivert (mSv). ISS-i astronaut teenib 0,5–0,7 mSv. Igapäevane!

Kiirgusrihmad

Maa kiirgusvööd on magnetosfääri piirkonnad, kuhu kogunevad suure energiaga laetud osakesed. Sisemine vöö koosneb peamiselt prootonitest, välimine elektronidest. 2012. aastal avastas NASA satelliit veel ühe vöö, mis asub kahe teadaoleva vahel.

"Võib tuua huvitava võrdluse," ütleb Vjatšeslav Šuršakov, Venemaa Teaduste Akadeemia Biomeditsiiniprobleemide Instituudi kosmonautide kiirgusohutuse osakonna juhataja, füüsika- ja matemaatikateaduste kandidaat. - Tuumajaama töötaja lubatud aastadoosiks loetakse 20 mSv – 20 korda rohkem, kui tavainimene saab. Hädaolukorra lahendamise spetsialistide, nende eriväljaõppe saanud inimeste puhul on maksimaalne aastadoos 200 mSv. See on juba 200 korda suurem kui tavaline annus ja … praktiliselt sama palju kui saab aasta ISS-il töötanud astronaut.

Praegu on meditsiin kehtestanud maksimaalse doosi piirmäära, mida inimese elu jooksul ületada ei tohi, et vältida tõsiseid tervisehädasid. See on 1000 mSv ehk 1 Sv. Seega võib ka TEJ töötaja oma standarditega vaikselt töötada viiskümmend aastat, ilma millegi pärast muretsemata.

Seevastu astronaut ammendab oma piiri kõigest viie aastaga. Kuid isegi neli aastat lennanud ja oma seadusliku 800 mSv saavutades vaevalt teda uuele üheaastasele lennule lubatakse, sest ähvardab piirmäära ületamine.

"Teine kiirgusohu tegur kosmoses," selgitab Vjatšeslav Šuršakov, on Päikese aktiivsus, eriti nn prootonite emissioon. Väljaheite hetkel võib ISS-i astronaut lühikese aja jooksul saada täiendavalt 30 mSv. On hea, et päikese prootonisündmusi esineb harva – 1–2 korda 11-aastase päikeseaktiivsuse tsükli jooksul. Halb on see, et need protsessid toimuvad stohhastiliselt, juhuslikus järjekorras ja on raskesti ennustatavad.

Ma ei mäleta sellist, et meie teadus oleks meid eelseisva vabastamise eest ette hoiatanud. Tavaliselt see nii ei ole. ISS-i dosimeetrid näitavad järsku tausta suurenemist, helistame Päikese spetsialistidele ja saame kinnituse: jah, meie tähel on anomaalne tegevus. Just selliste äkiliste Päikese prootonisündmuste tõttu ei tea me kunagi täpselt, millise doosi astronaut endaga lennult kaasa toob.

Hullud osakesed

Marsile suunduvate meeskondade kiirgusprobleemid algavad juba Maal. 100-tonnist või enamat laeva tuleb madalal orbiidil pikka aega kiirendada ja osa sellest trajektoorist läbib kiirgusvööde sees. Need pole enam tunnid, vaid päevad ja nädalad. Edasi – väljudes magnetosfäärist ja galaktilisest kiirgusest selle algsel kujul, on palju raskeid laetud osakesi, mille mõju Maa magnetvälja "vihmavarju" all on vähe tunda.

Vjatšeslav Šuršakov ütleb: Probleem on selles, et osakeste mõju inimkeha kriitilistele organitele (näiteks närvisüsteemile) on tänapäeval vähe uuritud. Võib-olla põhjustab kiirgus astronaudil mälukaotust, ebanormaalseid käitumisreaktsioone ja agressiooni. Ja on väga tõenäoline, et need mõjud ei ole annusest sõltuvad. Kuni pole kogunenud piisavalt andmeid elusorganismide olemasolu kohta väljaspool Maa magnetvälja, on pikkadel kosmoseekspeditsioonidel väga riskantne minna.

Kui kiirgusohutuse eksperdid soovitavad kosmoselaevade projekteerijatel bioohutust suurendada, vastavad nad pealtnäha üsna ratsionaalsele küsimusele: „Milles on probleem? Kas keegi kosmonautidest suri kiiritushaigusesse? Paraku pole pardal saadavad kiirgusdoosid isegi mitte tuleviku tähelaevad, vaid tavaline ISS, ehkki need vastavad standarditele, sugugi kahjutud.

Millegipärast ei kurtnud Nõukogude kosmonaudid kunagi oma nägemise üle – ilmselt kartsid nad oma karjääri pärast, kuid Ameerika andmed näitavad selgelt, et kosmiline kiirgus suurendab katarakti ja läätse hägustumise riski. Astronautide vereanalüüsid näitavad pärast iga kosmoselendu lümfotsüütide kromosoomaberratsioonide suurenemist, mida peetakse meditsiinis kasvajamarkeriks. Üldiselt jõuti järeldusele, et 1 Sv lubatud doosi saamine elu jooksul lühendab eluiga keskmiselt kolme aasta võrra.

Kuu riskid

"Kuu vandenõu" pooldajate üks "tugev" argument on väide, et kiirgusvööde ületamine ja Kuul viibimine, kus puudub magnetväli, põhjustaks astronautide vältimatu surma kiiritushaigusesse. Ameerika astronaudid pidid tõesti ületama Maa kiirgusvööd – prootoni ja elektroonilise. Kuid see juhtus vaid mõne tunni jooksul ja Apollo meeskondade missioonide ajal saadud doosid osutusid märkimisväärseteks, kuid võrreldavateks ISS-i vanade meeste saanud doosidega. "Loomulikult vedas ameeriklastel," ütleb Vjatšeslav Šuršakov, "lõppude lõpuks ei juhtunud nende lendude ajal ainsatki päikeseprootoni sündmust. Kui see juhtuks, saaksid astronaudid subletaalsed doosid – mitte 30 mSv, vaid 3 Sv.

Tee oma rätikud märjaks

"Meie, kiirgusohutuse valdkonna spetsialistid," ütleb Vjatšeslav Šuršakov, "nõuame meeskondade kaitse tugevdamist. Näiteks ISS-il on kõige haavatavamad kosmonautide kajutid, kus nad puhkavad. Lisamassi seal pole ning inimest eraldab kosmosest vaid mitme millimeetri paksune metallsein. Kui taandada see barjäär radioloogias aktsepteeritud veeekvivalendile, on see vaid 1 cm vett.

Võrdluseks: Maa atmosfäär, mille alla me kiirguse eest peitu pugeme, võrdub 10 m veepinnaga. Hiljuti tegime ettepaneku kaitsta astronautide kajuteid täiendava veega leotatud rätikute ja salvrätikute kihiga, mis vähendaks oluliselt kiirguse mõju. Ravimeid töötatakse välja kiirguse eest kaitsmiseks, kuigi neid ISS-is veel ei kasutata.

Võib-olla suudame tulevikus meditsiini ja geenitehnoloogia meetodeid kasutades parandada inimkeha nii, et selle kriitilised organid oleksid kiirgustegurite suhtes vastupidavamad. Kuid igal juhul, ilma teaduse tähelepanuta sellele probleemile, võib pikamaa kosmoselennud unustada.