La Terra è una culla unica di tutti gli esseri viventi. Protetti dalla sua atmosfera e dal campo magnetico, non possiamo pensare alle minacce di radiazioni, tranne quelle che creiamo con le nostre mani. Tuttavia, tutti i progetti di esplorazione spaziale - vicini e lontani - si scontrano invariabilmente con il problema della sicurezza dalle radiazioni. Il cosmo è ostile alla vita. Non siamo attesi lì.
L'orbita della Stazione Spaziale Internazionale è stata sollevata più volte e ora la sua altitudine è di oltre 400 km. Ciò è stato fatto per spostare il laboratorio volante lontano dagli strati densi dell'atmosfera, dove le molecole di gas rallentano ancora in modo abbastanza evidente il volo e la stazione sta perdendo quota. Per non correggere l'orbita troppo spesso, sarebbe bene alzare la stazione ancora più in alto, ma non è possibile. La fascia di radiazione inferiore (protone) inizia a circa 500 km dalla Terra. Un lungo volo all'interno di una qualsiasi delle cinture di radiazione (e ce ne sono due) sarà disastroso per gli equipaggi.
Cosmonauta-liquidatore
Tuttavia, non si può dire che non ci siano problemi di sicurezza dalle radiazioni all'altitudine alla quale la ISS sta attualmente volando. Innanzitutto, nell'area dell'Atlantico meridionale c'è la cosiddetta anomalia magnetica brasiliana, o dell'Atlantico meridionale. Qui, il campo magnetico terrestre sembra abbassarsi e, con esso, la fascia di radiazione inferiore risulta essere più vicina alla superficie. E la ISS la tocca ancora, volando in questa zona.
In secondo luogo, l'uomo nello spazio è minacciato dalla radiazione galattica - un flusso di particelle cariche che scorre da tutte le direzioni e con un'enorme velocità, generato dalle esplosioni di supernova o dall'attività di pulsar, quasar e altri corpi stellari anomali. Alcune di queste particelle vengono trattenute dal campo magnetico terrestre (che è uno dei fattori nella formazione delle fasce di radiazione), mentre l'altra parte perde energia in caso di collisione con le molecole di gas nell'atmosfera. Qualcosa raggiunge la superficie della Terra, quindi un piccolo fondo radioattivo è presente sul nostro pianeta assolutamente ovunque. In media, una persona che vive sulla Terra che non si occupa di sorgenti di radiazioni riceve una dose di 1 millisievert (mSv) all'anno. Un astronauta sulla ISS guadagna 0,5-0,7 mSv. Quotidiano!
Cinture di radiazione
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Le fasce di radiazione della Terra sono regioni della magnetosfera in cui si accumulano particelle cariche ad alta energia. La cintura interna è costituita principalmente da protoni, quella esterna è costituita da elettroni. Nel 2012, un'altra fascia è stata scoperta dal satellite della NASA, che si trova tra i due noti.
"È possibile fare un confronto interessante", afferma Vyacheslav Shurshakov, capo del dipartimento di sicurezza dalle radiazioni dei cosmonauti presso l'Istituto di problemi biomedici dell'Accademia delle scienze russa, candidato di scienze fisiche e matematiche. - La dose annuale consentita per un dipendente di una centrale nucleare è considerata di 20 mSv - 20 volte superiore a quella ricevuta da una persona comune. Per gli specialisti della risposta alle emergenze, queste persone appositamente addestrate, la dose massima annuale è di 200 mSv. Già 200 volte più della dose abituale e … praticamente la stessa dell'astronauta che da un anno lavora sulla ISS”.
Attualmente, la medicina ha stabilito una dose limite massima, che non può essere superata durante la vita di una persona al fine di evitare gravi problemi di salute. Questo è 1000 mSv o 1 Sv. Quindi, anche un lavoratore della centrale nucleare con i suoi standard può lavorare tranquillamente per cinquant'anni senza preoccuparsi di nulla. Il cosmonauta, invece, esaurirà il suo limite in soli cinque anni. Ma, anche avendo volato per quattro anni e guadagnando i suoi 800 mSv legali, difficilmente gli sarà consentito un nuovo volo della durata di un anno, perché ci sarà la minaccia di superare il limite.
“Un altro fattore di rischio di radiazioni nello spazio, - spiega Vyacheslav Shurshakov, - è l'attività del Sole, in particolare le cosiddette emissioni protoniche. Al momento di un'espulsione in breve tempo, un astronauta sulla ISS può ricevere ulteriori 30 mSv. È positivo che gli eventi del protone solare si verifichino raramente, 1-2 volte in un ciclo di attività solare di 11 anni. È un male che questi processi avvengano in modo stocastico, in ordine casuale e siano difficili da prevedere. Non ricordo tale che saremmo stati avvertiti in anticipo dalla nostra scienza sull'imminente rilascio. Di solito non è così. I dosimetri sulla ISS mostrano improvvisamente un aumento dello sfondo, chiamiamo specialisti sul Sole e riceviamo conferma: sì, c'è un'attività anomala della nostra stella. È a causa di eventi così improvvisi del protone solare che non sappiamo mai con certezzaquale dose porterà il cosmonauta dal volo.
Particelle pazze
I problemi di radiazione per gli equipaggi diretti su Marte inizieranno sulla Terra. Una nave che pesa 100 o più tonnellate dovrà essere accelerata a lungo in orbita terrestre bassa, e parte di questa traiettoria passerà all'interno delle fasce di radiazione. Queste non sono ore, ma giorni e settimane. Inoltre, andando oltre la magnetosfera e la radiazione galattica nella sua forma originale, molte particelle cariche pesanti, il cui impatto sotto l '"ombrello" del campo magnetico terrestre si fa sentire poco.
"Il problema è", dice Vyacheslav Shurshakov, "che l'effetto delle particelle sugli organi critici del corpo umano (ad esempio, il sistema nervoso) è stato poco studiato oggi. È possibile che le radiazioni facciano perdere la memoria all'astronauta, causino reazioni comportamentali anormali e aggressività. Ed è molto probabile che questi effetti non siano correlati alla dose. Finché non si saranno accumulati dati sufficienti sull'esistenza di organismi viventi al di fuori del campo magnetico terrestre, è molto rischioso intraprendere lunghe spedizioni spaziali ".
Quando gli esperti di sicurezza contro le radiazioni suggeriscono che i progettisti di veicoli spaziali aumentino la biosicurezza, rispondono a una domanda apparentemente abbastanza razionale: “Qual è il problema? Qualcuno dei cosmonauti è morto di malattia da radiazioni? Purtroppo le dosi di radiazioni ricevute a bordo non sono nemmeno le astronavi del futuro, ma le solite dosi della ISS, sebbene rientrino negli standard, non sono per nulla innocue. Per qualche ragione, i cosmonauti sovietici non si sono mai lamentati della loro vista - apparentemente, avevano paura per le loro carriere, ma i dati americani mostrano chiaramente che le radiazioni cosmiche aumentano il rischio di cataratta, opacità del cristallino. Gli esami del sangue degli astronauti dimostrano un aumento delle aberrazioni cromosomiche nei linfociti dopo ogni volo spaziale, che è considerato un marker tumorale in medicina. In generale, si è concluso cheche ottenere una dose ammissibile di 1 Sv durante una vita riduce la vita in media di tre anni.
Rischi lunari
Uno degli argomenti "forti" dei sostenitori della "cospirazione lunare" è l'affermazione che attraversare le fasce di radiazioni ed essere sulla luna, dove non c'è campo magnetico, causerebbe la morte inevitabile degli astronauti per malattia da radiazioni. Gli astronauti americani dovevano davvero attraversare le fasce di radiazioni della Terra: protoniche ed elettroniche. Ma ciò è avvenuto solo per poche ore e le dosi ricevute dagli equipaggi dell'Apollo durante le missioni si sono rivelate significative, ma paragonabili a quelle ricevute dai veterani della ISS. "Naturalmente, gli americani sono stati fortunati", dice Vyacheslav Shurshakov, "dopotutto, durante i loro voli non si è verificato un singolo evento di protoni solari. Se ciò fosse accaduto, gli astronauti avrebbero ricevuto dosi subletali - non 30 mSv, ma 3 Sv.
Bagnate i vostri asciugamani
"Noi, specialisti nel campo della sicurezza dalle radiazioni", afferma Vyacheslav Shurshakov, "insistiamo affinché la protezione degli equipaggi venga rafforzata. Ad esempio, sulla ISS, le più vulnerabili sono le cabine degli astronauti, dove riposano. Non c'è massa aggiuntiva lì, e solo un muro di metallo spesso diversi millimetri separa una persona dallo spazio. Se riduciamo questa barriera all'equivalente d'acqua accettato in radiologia, è solo 1 cm di acqua. Per fare un confronto: l'atmosfera terrestre, sotto la quale ci nascondiamo dalle radiazioni, è equivalente a 10 m di acqua. Abbiamo recentemente proposto di proteggere le cabine degli astronauti con uno strato aggiuntivo di asciugamani e tovaglioli impregnati d'acqua, che ridurrebbe notevolmente gli effetti delle radiazioni. Sono in fase di sviluppo farmaci per la protezione dalle radiazioni, sebbene non siano ancora utilizzati sulla ISS. Può essere,in futuro, utilizzando i metodi della medicina e dell'ingegneria genetica, saremo in grado di migliorare il corpo umano in modo che i suoi organi critici siano più resistenti ai fattori di radiazione. Ma in ogni caso, senza la grande attenzione della scienza a questo problema, ci si può dimenticare dei voli spaziali a lunga distanza ".
Oleg Makarov
