Ғарыштық сәулеленудің не екенін біле тұра, ғарышқа ұшуды кім армандаған емес? Кем дегенде, Жердің орбитасына немесе Айға, тіпті жақсырақ - одан да алыс, Орионның қандай да бір түріне ұшыңыз. Шын мәнінде, адам ағзасы мұндай саяхатқа өте аз бейімделген. Ғарышкерлер орбитаға ұшқан кезде де олардың денсаулығына, кейде өміріне қауіп төндіретін көптеген қауіптерге тап болады. Жұлдызды сериалды барлығы тамашалады. Ондағы тамаша кейіпкерлердің бірі ғарыштық сәулелену сияқты құбылыстың өте дәл сипаттамасын берді. «Бұл қараңғылық пен тыныштықтағы қауіптер мен аурулар», - деді Леонард Маккой, ака Бонс, ака Бонесо. Дәлірек айту өте қиын. Саяхаттағы ғарыштық радиация адамды шаршатады, әлсіретеді, ауырады, депрессияға ұшыратады.
Ұшудағы сезім
Адам ағзасы вакуумда өмір сүруге бейімделмеген, өйткені эволюция мұндай қабілеттерді өз арсеналына қоспаған. Осы жайлыкітаптар жазылды, бұл мәселені медицина егжей-тегжейлі зерттеп жатыр, бүкіл әлемде ғарышта, төтенше жағдайларда, биіктікте медицина мәселелерін зерттейтін орталықтар құрылды. Айналасында ауада түрлі заттар қалқып жүрген ғарышкердің күлімсіреп тұрғанын экраннан көру, әрине, қызық. Шындығында, оның экспедициясы Жердің орташа тұрғыны ойлағаннан әлдеқайда ауыр және салдары көп және мұнда қиындық тудыратын ғарыштық радиация ғана емес.
Журналистер, ғарышкерлер, инженерлер, ғалымдардың сұрауы бойынша ғарышта адам басынан өткеннің барлығын бастан кешіріп, жасанды түрде жасалған денеге жат ортада әртүрлі жаңа сезімдердің реті туралы айтты. Ұшу басталғаннан кейін он секундтан кейін дайындықсыз адам есін жоғалтады, өйткені ғарыш аппаратының үдеуі артып, оны ұшыру кешенінен бөледі. Адам әлі ғарыштық сәулелерді ғарыштағыдай қатты сезінбейді - радиацияны планетамыздың атмосферасы сіңіреді.
Негізгі қиындықтар
Бірақ шамадан тыс жүктемелер де жеткілікті: адам өз салмағынан төрт есе ауыр болады, ол орындықта қысылады, тіпті қолын қозғалту қиынға соғады. Бұл ерекше орындықтарды бәрі, мысалы, «Союз» ғарыш кемесінде көрген. Бірақ астронавттың неліктен мұндай оғаш поза болғанын бәрі түсінбеді. Дегенмен, бұл қажет, өйткені шамадан тыс жүктеме денедегі барлық дерлік қанды аяққа жібереді, ал ми қанмен қамтамасыз етілмей қалады, сондықтан естен тану пайда болады. Бірақ ойлап тапқанКеңес Одағында орындық кем дегенде мұндай қиындықты болдырмауға көмектеседі: аяқты көтерген поза мидың барлық бөліктерін қанмен оттегімен қамтамасыз етеді.
Ұшу басталғаннан кейін он минуттан кейін гравитацияның болмауы адамда тепе-теңдік, кеңістікте бағдарлану және үйлестіру сезімін жоғалтады десе де болады, адам тіпті қозғалатын объектілерді қадағаламауы мүмкін. Жүрегі айнып, құсады. Мұны ғарыштық сәулелер де тудыруы мүмкін - бұл жерде радиация әлдеқайда күшті, ал егер күнде плазманың лақтырылуы орын алса, орбитада астронавттардың өміріне қауіп төнеді, тіпті әуе кемелерінің жолаушылары биіктікте ұшу кезінде зардап шегуі мүмкін.. Көздің көруі өзгереді, ісінулер және торлы қабықта өзгерістер пайда болады, көз алмасы деформацияланады. Адам әлсіреп, алдында тұрған тапсырмаларды орындай алмайды.
Жұмбақтар
Алайда, мезгіл-мезгіл адамдар Жерде жоғары ғарыштық сәулеленуді сезінеді, бұл үшін оларға ғарыш кеңістігін шарлаудың қажеті жоқ. Біздің планетамыз үнемі ғарыштық сәулелермен бомбаланып отырады және ғалымдар біздің атмосферамыз әрқашан жеткілікті қорғанысты қамтамасыз ете бермейді деп болжайды. Бұл энергия бөлшектеріне планеталардың оларда өмірдің пайда болу мүмкіндігін айтарлықтай шектейтін күш беретін көптеген теориялар бар. Көп жағдайда бұл ғарыштық сәулелердің табиғаты ғалымдарымыз үшін әлі шешілмейтін жұмбақ болып табылады.
Ғарыштағы субатомдық зарядталған бөлшектер жарық жылдамдығымен дерлік қозғалады, олар спутниктерде бірнеше рет тіркелген, тіптішарлар. Бұл химиялық элементтердің ядролары, протондар, электрондар, фотондар және нейтринолар. Сондай-ақ ғарыштық сәулеленудің шабуылында қара материя бөлшектерінің - ауыр және аса ауыр - болуы да жоққа шығарылмайды. Егер оларды анықтау мүмкін болса, космологиялық және астрономиялық бақылаулардағы бірқатар қарама-қайшылықтар шешілген болар еді.
Атмосфера
Бізді ғарыштық сәулеленуден не қорғайды? Тек біздің атмосфера. Онда барлық тірі заттардың өліміне қауіп төндіретін ғарыштық сәулелер соқтығысады және басқа бөлшектердің ағындарын тудырады - зиянсыз, соның ішінде мюондар, электрондардың әлдеқайда ауыр туыстары. Әлеуетті қауіп әлі де бар, өйткені кейбір бөлшектер Жер бетіне жетіп, оның ішектеріне ондаған метрлер еніп кетеді. Кез келген планетаның алатын радиация деңгейі оның тіршілікке жарамдылығын немесе жарамсыздығын көрсетеді. Ғарыштық сәулелер өздерімен бірге алып жүретін жоғары ғарыштық радиация өз жұлдызымыздың сәулеленуінен әлдеқайда асып түседі, өйткені протондар мен фотондардың, мысалы, біздің Күннің энергиясы төмен.
Ал сәулеленудің жоғары дозасымен өмір сүру мүмкін емес. Жерде бұл доза планетаның магнит өрісінің күшімен және атмосфераның қалыңдығымен бақыланады, бұл ғарыштық сәулелену қаупін айтарлықтай төмендетеді. Мысалы, Марста өмір болуы әбден мүмкін, бірақ ондағы атмосфера елеусіз, меншікті магнит өрісі жоқ, яғни бүкіл ғарышқа енетін ғарыштық сәулелерден қорғаныс жоқ. Марстағы радиацияның деңгейі өте үлкен. Ал ғарыштық радиацияның планетаның биосферасына әсері соншалық, ондағы барлық тіршілік жойылады.
Не маңыздырақ?
Біз бақыттымыз, бізде Жерді қоршап тұрған атмосфераның қалыңдығы да, жер қыртысына жеткен зиянды бөлшектерді жұтатын өзіміздің жеткілікті қуатты магнит өрісіміз де бар. Қызық, планетаны кімнің қорғауы белсендірек жұмыс істейді - атмосфера ма әлде магнит өрісі ме? Зерттеушілер магнит өрісі бар немесе жоқ планеталардың модельдерін жасау арқылы эксперимент жүргізуде. Ал магнит өрісінің өзі планеталардың бұл модельдерінде күші бойынша ерекшеленеді. Бұрын ғалымдар оның ғарыштық сәулеленуден негізгі қорғаныс екеніне сенімді болды, өйткені олар оның деңгейін жер бетінде бақылайды. Дегенмен, әсер ету мөлшері планетаны қамтитын атмосфераның қалыңдығын көбірек анықтайтыны анықталды.
Егер магнит өрісі Жерде «өшірілсе», сәулелену дозасы тек екі есе артады. Бұл өте көп, бірақ біз үшін бұл өте түсініксіз көрінеді. Ал егер сіз магнит өрісін тастап, атмосфераны оның жалпы мөлшерінің оннан бір бөлігіне дейін алып тастасаңыз, онда доза өлімге әкеледі - екі реттік шамаға. Қорқынышты ғарыштық радиация жер бетіндегі барлығын және барлығын өлтіреді. Біздің Күн - сары ергежейлі жұлдыз, олардың айналасында планеталар тіршілік етудің негізгі үміткерлері болып саналады. Бұл салыстырмалы түрде күңгірт жұлдыздар, олардың көпшілігі бар, бұл біздің Ғаламдағы жұлдыздардың жалпы санының сексен пайызына жуығы.
Ғарыш және эволюция
Теоретиктер өмір сүруге қолайлы аймақтарда орналасқан сары ергежейлілердің орбитасындағы мұндай планеталардың магнит өрісі әлдеқайда әлсіз екенін есептеді. Бұл әсіресе супер-Жер деп аталатындарға қатысты -массасы біздің Жерден он есе үлкен жартасты планеталар. Астробиологтар әлсіз магнит өрістері өмір сүру мүмкіндігін айтарлықтай төмендететініне сенімді болды. Ал енді жаңа ашылымдар бұл адамдар ойлағандай үлкен мәселе емес екенін көрсетеді. Ең бастысы атмосфера болады.
Ғалымдар радиацияның көбеюінің бар тірі организмдерге – жануарларға, сондай-ақ әртүрлі өсімдіктерге әсерін жан-жақты зерттеуде. Радиацияға байланысты зерттеулер оларды кішкентайдан экстремалдыға дейін әртүрлі дәрежедегі радиацияға ұшыратудан тұрады, содан кейін олардың өмір сүретінін және олар аман қалса, олар қаншалықты басқаша болатынын анықтаудан тұрады. Біртіндеп өсіп келе жатқан радиацияның әсерінен микроорганизмдер жердегі эволюцияның қалай болғанын көрсетуі мүмкін. Бұл ғарыштық сәулелер, олардың жоғары сәулеленуі бір кездері болашақ адамды пальма ағашынан түсіріп, ғарышты зерттеуге мәжбүр етті. Ал адамзат енді ешқашан ағаштарға оралмайды.
Ғарыштық радиация 2017
2017 жылдың қыркүйек айының басында біздің бүкіл планетамыз қатты үрейленді. Қара дақтардың екі үлкен тобы біріктірілгеннен кейін күн кенеттен тонна күн затын шығарды. Және бұл лақтыру X класындағы алаулармен бірге жүрді, бұл планетаның магнит өрісін тозу үшін жұмыс істеуге мәжбүр етті. Одан кейін үлкен магниттік дауыл пайда болды, ол көптеген адамдардың ауруын тудырды, сондай-ақ Жердегі ерекше сирек кездесетін, бұрын-соңды болмаған табиғат құбылыстары болды. Мысалы, Мәскеу маңында және Новосібірде бұрын-соңды бұл ендіктерде болмаған солтүстік жарықтардың күшті суреттері жазылған. Алайда мұндай құбылыстардың сұлулығы ғаламшарға ғарыштық радиациямен еніп, шынымен қауіпті болып шыққан өлімге әкелетін күн алауының салдарын жасыра алмады.
Оның қуаты максимумға жақын болды, X-9, 3, мұнда әріп класс (өте үлкен жарқыл), ал саны - жарқыл күші (мүмкін оннан). Осы лақтырумен қатар ғарыштық байланыс жүйелері мен орбиталық станцияда орналасқан барлық жабдықтардың істен шығу қаупі туындады. Ғарышкерлер ғарыштық сәулелер тасымалдайтын қорқынышты ғарыштық сәулеленуді арнайы баспанада күтуге мәжбүр болды. Осы екі күн ішінде байланыс сапасы Еуропада да, Америкада да, ғарыштан зарядталған бөлшектердің ағыны дәл сол жерге бағытталған айтарлықтай нашарлады. Бөлшектер Жер бетіне жеткен сәттен шамамен бір күн бұрын ғарыштық радиация туралы ескерту жарияланды, ол әр континентте және әр елде естіледі.
Күннің күші
Біздің шамның айналадағы ғарыш кеңістігіне шығаратын энергиясы шынымен де орасан зор. Бірнеше минут ішінде тротил эквивалентінде есептесеңіз, көптеген миллиардтаған мегатонна ғарышқа ұшады. Адамзат осыншама энергияны заманауи жылдамдықпен миллион жылдан кейін ғана өндіре алады. Күннің секундына бөлетін барлық энергиясының бестен бір бөлігі ғана. Бұл біздің кішкентай және өте ыстық емес карлик! Егер сіз ғарыштық сәулеленудің басқа көздері қаншалықты жойқын энергия өндіретінін елестетсеңіз, оның жанында біздің Күн көзге көрінбейтін дерлік құм түйіршіктері сияқты көрінетін болса, сіздің басыңыз айналады. Бізде жақсы магнит өрісі мен өлуге жол бермейтін керемет атмосфераның болуы қандай бақыт!
Адамдар күн сайын осындай қауіп-қатерге ұшырайды, өйткені ғарыштағы радиоактивті сәулелер ешқашан кеуіп кетпейді. Дәл осы жерден бізге радиацияның көп бөлігі – қара тесіктерден және жұлдыздар шоғырларынан келеді. Ол сәулеленудің жоғары дозасында өлтіруге қабілетті, ал аз дозада ол бізді мутанттарға айналдыруы мүмкін. Дегенмен, Жердегі эволюция осындай ағындардың арқасында болғанын, радиация ДНҚ құрылымын біз бүгін байқап отырған күйге өзгерткенін есте ұстаған жөн. Егер сіз осы «дәріні» сұрыптасаңыз, яғни жұлдыздар шығаратын радиация рұқсат етілген деңгейден асып кетсе, процестер қайтымсыз болады. Өйткені, егер жаратылыстар мутацияға ұшыраса, олар бастапқы күйіне оралмайды, бұл жерде кері әсер жоқ. Сондықтан біз жер бетінде жаңа туған өмірде болған тірі ағзаларды ешқашан көрмейміз. Кез келген организм қоршаған ортаның өзгеруіне бейімделуге тырысады. Не өледі, не бейімделеді. Бірақ артқа жол жоқ.
ISS және күн алауы
Күн бізге зарядталған бөлшектер ағынымен сәлем жолдағанда, ХҒС Жер мен жұлдыздың арасынан өтіп бара жатқан еді. Жарылыс кезінде бөлінетін жоғары энергиялы протондар станция ішінде мүлдем жағымсыз радиациялық фон құрады. Бұл бөлшектер кез келген ғарыш аппаратын тесіп өтеді. Дегенмен, ғарыштық технология бұл радиациядан аман қалды, өйткені соққы күшті болды, бірақ оны өшіру үшін тым қысқа болды. Дегенменэкипаж осы уақыт бойы арнайы баспанаға жасырылды, өйткені адам ағзасы заманауи технологияға қарағанда әлдеқайда осал. Ауру бір емес, олар тұтас серияда жүрді, бірақ барлығы 2017 жылдың 4 қыркүйегінде ғарышты 6 қыркүйекте төтенше лақтырылуымен шайқау үшін басталды. Соңғы он екі жылда жер бетінде күшті ағын әлі байқалған жоқ. Күн шығарған плазма бұлты Жерді жоспарланған уақыттан әлдеқайда ерте басып озды, яғни ағынның жылдамдығы мен қуаты күтілгеннен бір жарым есе асып түсті. Тиісінше, Жерге әсер күткеннен әлдеқайда күшті болды. Он екі сағат бойы бұлт біздің ғалымдардың барлық есептеулерінен алда болды, сәйкесінше планетаның магнит өрісі көбірек бұзылды.
Магниттік дауылдың күші мүмкін болатын 5-тен 4-і, яғни күткеннен он есе көп болып шықты. Канадада полярлық сәулелер Ресейдегі сияқты тіпті орта ендіктерде де байқалды. Планеталық сипаттағы магниттік дауыл Жерде болды. Сіз ғарышта не болып жатқанын елестете аласыз! Радиация - бұл жерде бар барлық қауіпті. Одан қорғау ғарыш кемесі атмосфераның жоғарғы қабатынан шығып, одан төменірек магнит өрістерін қалдырғаннан кейін дереу қажет. Зарядталмаған және зарядталған бөлшектердің ағындары - сәулелену - кеңістікте үнемі өтеді. Күн жүйесіндегі кез келген планетада бізді дәл осындай жағдайлар күтіп тұр: планетамызда магнит өрісі мен атмосфера жоқ.
Сәулелену түрлері
Ғарышта иондаушы сәулелену ең қауіпті болып саналады. Бұл гамма-сәулелену және Күннің рентгендік сәулелері, бұлар кейін ұшатын бөлшектерхромосфералық күн алаулары, бұл экстрагалактикалық, галактикалық және күн ғарыштық сәулелері, күн желі, радиациялық белдеулердің протондары мен электрондары, альфа бөлшектері және нейтрондар. Иондамайтын сәулелену де бар - бұл Күннен келетін ультракүлгін және инфрақызыл сәулелер, бұл электромагниттік сәулелену және көрінетін жарық. Оларда үлкен қауіп жоқ. Бізді атмосфера, ал ғарышкерді скафандр мен кеме терісі қорғайды.
Иондаушы радиация түзетілмейтін қиындықтарды тудырады. Бұл адам ағзасында болатын барлық өмірлік процестерге зиянды әсер етеді. Жоғары энергиялы бөлшек немесе фотон өз жолындағы зат арқылы өткенде осы затпен әрекеттесу нәтижесінде зарядталған жұп бөлшектер – ион түзеді. Бұл тіпті жансыз материяға да әсер етеді және тірі заттар ең күшті әрекет етеді, өйткені жоғары маманданған жасушалардың ұйымдастырылуы жаңаруды қажет етеді және бұл процесс, егер организм тірі болса, динамикалық түрде жүреді. Ал организмнің эволюциялық даму деңгейі неғұрлым жоғары болса, радиациялық зақым соғұрлым қайтымсыз болады.
Радиациядан қорғау
Ғалымдар мұндай қорларды заманауи ғылымның әртүрлі салаларында, соның ішінде фармакологияда іздейді. Әзірге ешбір дәрі тиімді болмай, радиацияға ұшыраған адамдар өле береді. Тәжірибе жануарларға жерде де, ғарышта да жүргізіледі. Кез келген препаратты адам әсер ету басталғанға дейін қабылдауы керек екендігі белгілі болды, содан кейін емес.
Сонымен бірге мұндай препараттардың барлығыулы болса, онда радиацияның зардаптарымен күрес әлі бірде-бір жеңіске жете алмады деп болжауға болады. Фармакологиялық агенттер уақытында қабылданса да, олар тек гамма-сәулеленуден және рентген сәулелерінен қорғайды, бірақ протондардың, альфа бөлшектерінің және жылдам нейтрондардың иондаушы сәулеленуінен қорғамайды.
