Nakala iliyowasilishwa hapa chini inapaswa kuzingatiwa kama maoni ya kibinafsi ya mwandishi. Hapana habari zilizoainishwa(au ufikiaji wake) hana. Yote yaliyosemwa ni ukweli kutoka vyanzo wazi pamoja na akili kidogo ya kawaida ("uchambuzi wa kiti cha mkono", ikiwa ungependa).
Hadithi za kisayansi - blasters hizo zote na viti vya viti katika anga za juu katika wapiganaji wadogo wa kiti kimoja - zimewafundisha wanadamu kukadiria kwa uzito juu ya wema wa Ulimwengu kuelekea viumbe vyenye joto vya protini. Hili linadhihirika haswa wakati waandishi wa hadithi za kisayansi wanaelezea kusafiri kwa sayari zingine. Ole, uchunguzi wa "nafasi halisi" badala ya "kames" mia kadhaa ya kawaida chini ya ulinzi wa shamba la magnetic ya Dunia itakuwa kazi ngumu zaidi kuliko ilivyoonekana kwa mtu wa kawaida miaka kumi iliyopita.
Hivyo hapa ni hoja yangu kuu. Hali ya hewa ya kisaikolojia na migogoro ndani ya wafanyakazi ni mbali na matatizo makuu ambayo watu watakabiliana nayo wakati wa kuandaa ndege za kibinadamu hadi Mars.
Tatizo kuu la mtu kusafiri zaidi ya magnetosphere ya Dunia- shida na mtaji "P".
Mionzi ya cosmic ni nini na kwa nini hatufi kutoka kwayo duniani
Mionzi ya ionizing katika nafasi (zaidi ya kilomita mia chache ya nafasi ya karibu ya Dunia ambayo wanadamu wameijua) ina sehemu mbili.
Mionzi kutoka kwa Jua. Hii ni, kwanza kabisa, "upepo wa jua" - mkondo wa chembe ambazo "hupiga" kila wakati kutoka kwa nyota na ambayo ni nzuri sana kwa meli za anga za baadaye, kwa sababu itawaruhusu kuharakisha ipasavyo kwa kusafiri zaidi ya mfumo wa jua. Lakini kwa viumbe hai, sehemu kuu ya upepo huu haifai hasa. Ni ajabu kwamba tunalindwa kutokana na mionzi migumu na safu nene ya angahewa, ionosphere (ile ambayo mashimo ya ozoni), na pia uwanja wenye nguvu wa sumaku wa Dunia.
Mbali na upepo, ambao hutawanya zaidi au chini sawasawa, nyota yetu pia mara kwa mara hupiga kinachojulikana kama miali ya jua. Mwisho ni ejections ya mambo ya coronal kutoka kwa Jua. Wao ni mbaya sana kwamba mara kwa mara husababisha matatizo kwa watu na teknolojia hata duniani, ambapo furaha zaidi, narudia, inachunguzwa vizuri.
Kwa hivyo, tuna angahewa na uwanja wa sumaku wa sayari. Tayari inatosha nafasi ya karibu, kwa umbali wa kilomita kumi au elfu mbili kutoka kwa Dunia, mwako wa jua (hata dhaifu, michache tu ya Hiroshimas), ikigonga meli, imehakikishwa kuzima yaliyomo ndani yake bila nafasi hata kidogo ya kuishi. Hatuna chochote cha kuzuia hili leo - kwa kiwango cha sasa cha maendeleo ya teknolojia na vifaa. Kwa hili na kwa sababu hii tu, ubinadamu utalazimika kuahirisha safari ya miezi mingi ya Mars hadi tutatue shida hii angalau kwa sehemu. Pia utalazimika kuipanga wakati wa jua tulivu na kuomba sana miungu yote ya kiufundi.
Miale ya cosmic. Mambo haya maovu ya kila mahali hubeba kiasi kikubwa cha nishati (zaidi ya LHC inavyoweza kusukuma kwenye chembe). Wanatoka sehemu nyingine za galaksi yetu. Kuingia ndani ya ngao ya angahewa ya dunia, boriti kama hiyo inaingiliana na atomi zake na hugawanyika kuwa chembe nyingi zisizo na nguvu, ambazo hutiririka ndani ya mito ya zile zisizo na nguvu kidogo (lakini pia hatari), na kwa sababu hiyo, utukufu huu wote ni. kumwaga kama mvua ya mionzi kwenye uso wa sayari. Takriban 15% ya mionzi ya chinichini Duniani hutoka kwa wageni kutoka angani. Kadiri unavyoishi juu ya usawa wa bahari, ndivyo kiwango cha juu unachopata wakati wa maisha yako. Na hii hutokea kote saa.
Kama mazoezi ya shule jaribu kufikiria kitakachotokea kwa chombo cha anga za juu na "yaliyomo hai" ikiwa yatapigwa moja kwa moja na boriti kama hiyo mahali fulani kwenye anga ya nje. Acha nikukumbushe kwamba ndege ya Mars itachukua miezi kadhaa, meli kubwa italazimika kujengwa kwa hili, na uwezekano wa "mawasiliano" iliyoelezwa hapo juu (au hata zaidi ya moja) ni ya juu sana. Kwa bahati mbaya, haiwezekani kupuuza wakati wa safari ndefu za ndege na wafanyakazi wa moja kwa moja.
Nini kingine?
Mbali na mionzi inayofikia Dunia kutoka kwa Jua, pia kuna mionzi ya jua ambayo magnetosphere ya sayari inafukuza, hairuhusu, na, muhimu zaidi, hujilimbikiza *. Kutana na wasomaji. Huu ni ukanda wa mionzi ya Dunia (ERB). Pia inajulikana kama ukanda wa Van Allen, kama unavyoitwa nje ya nchi. Wanaanga watalazimika kuishinda, kama wanasema, "kwa kasi kamili", ili wasipate kipimo cha hatari cha mionzi katika masaa machache tu. Kuwasiliana mara kwa mara na ukanda huu - ikiwa sisi ni kinyume akili ya kawaida tunaamua kuwarudisha wanaanga kutoka Mirihi hadi Duniani - inaweza kuwamaliza kwa urahisi.
*Sehemu kubwa ya chembechembe za mkanda wa Van Allen hupata kasi hatari tayari kwenye ukanda wenyewe. Hiyo ni, sio tu inatulinda kutokana na mionzi kutoka nje, lakini pia huongeza mionzi hii iliyokusanywa.
Kufikia sasa tumekuwa tukizungumza juu ya anga za juu. Lakini hatupaswi kusahau kwamba Mars (tofauti na Dunia) ina karibu hakuna uwanja wa sumaku **, na anga ni nyembamba na nyembamba, kwa hivyo kuwa wazi kwa haya. mambo hasi watu si tu kuwa katika kukimbia.
**Sawa, kuna kidogo- karibu na pole ya kusini.
Kwa hivyo hitimisho. Wakoloni wa siku zijazo wana uwezekano mkubwa wa kuishi sio kwenye uso wa sayari (kama tulivyoonyeshwa kwenye sinema ya epic "Mission to Mars"), lakini ndani kabisa. chini yake.
Nifanye nini?
Awali ya yote, inaonekana, usiweke udanganyifu kwamba matatizo haya yote yatatatuliwa haraka (ndani ya dazeni au miaka miwili au mitatu). Ili kuepuka kifo cha wafanyakazi kutoka ugonjwa wa mionzi, tutalazimika kutompeleka huko kabisa na kuchunguza nafasi kwa usaidizi magari smart(by the way, not the stupideest decision), au ni poa sana kujitutumua, maana kama niko sahihi, basi kupeleka watu Mars na kutengeneza koloni la kudumu kuna kazi ya nchi moja (iwe USA, au Urusi, au Uchina) katika nusu karne ijayo, na hata tena haiwezi kuvumilika kabisa. Meli moja kwa misheni kama hii itagharimu kiasi sawa na ujenzi na matengenezo kamili ya ISS kadhaa (tazama hapa chini).
Na ndio, nilisahau kusema: waanzilishi wa Mars ni wazi watakuwa "walipuaji wa kujitoa mhanga", kwani hakuna njia ya kurudi, sio muda mrefu na. maisha ya starehe kwenye Mirihi, kuna uwezekano mkubwa tutaweza kuwapa katika nusu karne ijayo.
Je, ujumbe wa Mirihi unaonekanaje kinadharia ikiwa tungekuwa na rasilimali na teknolojia zote za Dunia ya zamani? Linganisha kile kilichoelezwa hapa chini na ulichoona ndani filamu ya ibada"Martian".
Misheni ya Mirihi. Toleo la uhalisia wa masharti
Kwanza, ubinadamu italazimika kuchuja sana na kujenga idadi ya cyclopean chombo cha anga yenye ulinzi mkali wa kuzuia mionzi, ambayo inaweza kufidia kwa kiasi mzigo wa mionzi ya kuzimu kwa wafanyakazi walio nje ya uwanja wa sumaku wa Dunia na kuhakikisha uwasilishaji wa wakoloni wanaoishi zaidi au wachache hadi Mihiri - kwa njia moja.
Meli kama hiyo inaweza kuonekanaje?
Hii ni makumi ya kolossus makumi (au bora zaidi bado mamia) ya kipenyo cha mita, inayotolewa na uwanja wake wa sumaku (sumaku-umeme zenye nguvu zaidi) na vyanzo vya nishati ili kuidumisha ( vinu vya nyuklia) Vipimo vikubwa vya muundo hufanya iwezekane kuijaza kutoka ndani na vifaa vya kunyonya mionzi (kwa mfano, inaweza kuongozwa na plastiki ya povu au vyombo vilivyofungwa na maji rahisi au "nzito"), ambayo italazimika kusafirishwa kwenye obiti. kwa miongo kadhaa (!) na kuwekwa karibu na kibonge kidogo cha msaada wa maisha, ambapo basi tutaweka wanaanga.
Mbali na saizi yake na gharama kubwa, meli ya Martian lazima iwe ya kuaminika na, muhimu zaidi, uhuru kabisa katika suala la udhibiti. Ili kuwaokoa wafanyakazi wakiwa hai, jambo salama zaidi kufanya litakuwa kuwaweka katika hali ya kukosa fahamu bandia na kuwapoza kidogo (digrii chache tu) ili kupunguza kasi ya michakato ya kimetaboliki. Katika hali hii, watu a) watakuwa chini ya nyeti kwa mionzi, b) kuchukua nafasi kidogo na ni nafuu ili kujikinga na mionzi sawa.
Ni wazi, pamoja na meli, tunahitaji akili ya bandia ambayo inaweza kutoa meli kwa ujasiri kwenye mzunguko wa Mars, kupakua wakoloni kwenye uso wake bila kuharibu yenyewe au mizigo katika mchakato, na kisha, bila ushiriki wa watu, kurudisha meli. wanaanga hadi kwenye fahamu (tayari kwenye Mirihi). Bado hatuna teknolojia kama hizi, lakini kuna matumaini kwamba AI kama hiyo, na muhimu zaidi ya kisiasa na rasilimali za kiuchumi kwa ajili ya ujenzi wa meli iliyoelezwa, tutakuwa na, sema, karibu na katikati ya karne.
Habari njema ni kwamba "kivuko" cha Martian kwa wakoloni kinaweza kutumika tena. Atalazimika kusafiri kama meli kati ya Dunia na mahali pa mwisho, akipeleka shehena ya "mizigo hai" hadi koloni ili kuchukua mahali pa watu ambao wameacha shule "kutokana na sababu za asili." Ili kutoa mizigo "isiyo hai" (chakula, maji, hewa na vifaa), ulinzi wa mionzi hauhitajiki hasa, kwa hiyo si lazima kufanya supership kwenye lori ya Martian. Inahitajika tu kwa utoaji wa wakoloni na ikiwezekana mbegu za kupanda/wanyama wadogo wa shamba.
Pili, ni muhimu kutuma vifaa na vifaa vya maji, chakula na oksijeni kwa Mars mapema kwa wafanyakazi wa watu 6-12 kwa miaka 12-15 (kwa kuzingatia majeure yote ya nguvu). Hili lenyewe ni tatizo lisilo la kawaida, lakini hebu tuchukulie kwamba hatuna kikomo katika rasilimali za kulitatua. Tuseme kwamba vita na machafuko ya kisiasa ya Dunia yamepungua, na Misheni ya Mars Sayari nzima inafanya kazi kwa umoja.
Vifaa vinavyotupwa kwenye Mirihi, kama vile ungedhani, ni roboti inayojiendesha kikamilifu akili ya bandia na inaendeshwa na kompakt vinu vya nyuklia. Watalazimika kwa utaratibu, kwa kipindi cha miaka kumi hadi moja na nusu, kwanza kuchimba handaki la kina chini ya uso wa sayari nyekundu. Halafu - katika miaka michache zaidi - mtandao mdogo wa vichuguu, ambavyo vitengo vya usaidizi wa maisha na vifaa vya msafara wa siku zijazo vitalazimika kuburutwa, na kisha yote haya yatakusanywa kwa nguvu katika kijiji kinachojitegemea cha Martian.
Makao kama metro yanaonekana kuwa suluhisho bora kwa sababu mbili. Kwanza, inawakinga wanaanga dhidi ya miale ya anga ambayo tayari iko kwenye Mirihi yenyewe. Pili, kwa sababu ya mabaki ya shughuli ya "marsothermal" ya uso wa chini wa sayari, ni digrii au mbili joto zaidi kuliko nje. Hii itakuwa muhimu kwa wakoloni kwa kuokoa nishati na kukuza viazi kwenye kinyesi chao wenyewe.
Wacha tufafanue jambo muhimu: itabidi ujenge koloni ndani ulimwengu wa kusini, ambapo sayari bado ina uwanja wa sumaku uliobaki.
Kwa kweli, wanaanga hawatalazimika kwenda kwenye uso kabisa (hawataona Mars "live" kabisa, au wataiona mara moja - wakati wa kutua). Kazi yote juu ya uso italazimika kufanywa na roboti, ambazo wakoloni watalazimika kuelekeza vitendo vyao kutoka kwa bunker katika maisha yao mafupi (miaka ishirini chini ya mchanganyiko wa bahati nzuri).
Cha tatu, tunahitaji kuzungumza juu ya wafanyakazi yenyewe na mbinu za kuichagua.
Mpango bora kwa ajili ya mwisho itakuwa kutafuta Dunia nzima kwa ... mapacha wanaofanana kijeni (monozygotic), mmoja wao amegeuka tu kuwa mtoaji wa chombo (kwa mfano, kuwa na "bahati" katika ajali ya gari). Inaonekana ni ya kijinga sana, lakini usiruhusu hilo likuzuie kusoma maandishi hadi mwisho.
Je, pacha wa wafadhili hutupa nini?
Pacha aliyekufa humpa kaka yake (au dada) fursa ya kuwa mkoloni bora kwenye Mirihi. Ukweli ni kwamba uboho mwekundu wa mfupa wa kwanza, ukiletwa kwa sayari nyekundu kwenye chombo kilicholindwa zaidi na mionzi, unaweza kupitishwa kwa pacha wa mwanaanga. Hii huongeza uwezekano wa kuishi kutokana na ugonjwa wa mionzi, leukemia ya papo hapo na matatizo mengine ambayo yana uwezekano mkubwa wa kutokea kwa mkoloni wakati wa miaka ya misheni.
Kwa hivyo, mchakato wa uchunguzi kwa wakoloni wa baadaye unaonekanaje?
Tunachagua mapacha milioni kadhaa. Tunasubiri hadi kitu kitatokea kwa mmoja wao na kutoa ofa kwa aliyebaki. Kundi la, tuseme, wagombea laki moja wanaowezekana wanaajiriwa. Sasa, ndani ya bwawa hili, tunafanya uteuzi wa mwisho kwa utangamano wa kisaikolojia na ufaafu wa kitaaluma.
Kwa kawaida, ili kupanua sampuli, wanaanga watalazimika kuchaguliwa katika Dunia nzima, na sio katika nchi moja au mbili.
Bila shaka, teknolojia fulani ya kutambua watahiniwa ambao ni sugu kwa mionzi inaweza kuwa msaada mkubwa. Inajulikana kuwa watu wengine ni sugu zaidi kwa mionzi kuliko wengine. Hakika inaweza kutambuliwa kwa msaada wa baadhi alama za urithi. Ikiwa tutakamilisha wazo na mapacha kwa njia hii, kwa pamoja wanapaswa kuongeza kiwango cha maisha cha wakoloni wa Martian.
Kwa kuongeza, itakuwa muhimu kujifunza jinsi ya kusambaza uboho kwa watu walio katika mvuto wa sifuri. Hili sio jambo pekee linalohitaji kuvumbuliwa mahususi kwa ajili ya mradi huu, lakini, kwa bahati nzuri, bado tuna wakati, na ISS bado inaning'inia kwenye mzunguko wa Dunia kana kwamba kwa ajili ya kujaribu teknolojia kama hizo.
PS. Lazima hasa niweke uhifadhi kuwa adui mwenye kanuni usafiri wa anga Siko na ninaamini kwamba punde au baadaye "nafasi itakuwa yetu." Swali pekee ni bei ya mafanikio haya, pamoja na wakati ambao ubinadamu utatumia kuendeleza teknolojia zinazohitajika. Nadhani chini ya ushawishi sayansi ya uongo na utamaduni maarufu, wengi wetu ni badala ya kutojali katika suala la kuelewa matatizo ambayo lazima kushinda katika njia hii. Ili kuifanya sehemu hii iwe ya kustaajabisha zaidi« wenye matumaini ya ulimwengu» na andiko hili liliandikwa.
Katika sehemu nitakuambia ni chaguzi gani zingine tunazo kuhusu uchunguzi wa nafasi ya mwanadamu kwa muda mrefu.
Mionzi ya anga huleta tatizo kubwa kwa wabunifu wa vyombo vya anga. Wanajitahidi kuwalinda wanaanga kutoka kwake, ambao watakuwa juu ya uso wa Mwezi au kwenda kwa safari ndefu ndani ya kina cha Ulimwengu. Ikiwa ulinzi muhimu haujatolewa, basi chembe hizi zinaruka kutoka kasi kubwa, itapenya mwili wa mwanaanga na kuharibu DNA yake, ambayo inaweza kuongeza hatari magonjwa ya saratani. Kwa bahati mbaya, kila kitu bado mbinu zinazojulikana ulinzi aidha haufanyi kazi au hauwezekani.
Nyenzo zinazotumiwa kwa kawaida kuunda vyombo vya angani, kama vile alumini, huchelewesha baadhi chembe za ulimwengu, lakini kwa ndege za muda mrefu katika nafasi, ulinzi wa nguvu unahitajika.
Shirika la Anga la Marekani (NASA) kwa hiari huchukua mawazo ya fujo zaidi, kwa mtazamo wa kwanza. Baada ya yote, hakuna mtu anayeweza kutabiri kwa uhakika ni nani kati yao siku moja atageuka kuwa mafanikio makubwa katika utafiti wa anga. Hufanya kazi wakala taasisi maalum dhana za kuahidi (Taasisi ya NASA ya Dhana za Juu - NIAC), iliyoundwa ili kukusanya maendeleo kama hayo - kwa haraka sana. muda mrefu. Kupitia taasisi hii, NASA inasambaza ruzuku kwa vyuo vikuu na taasisi mbalimbali kwa ajili ya kuendeleza "wazimu wa ajabu."
Chaguzi zifuatazo zinachunguzwa kwa sasa:
Ulinzi na nyenzo fulani. Vifaa vingine, kama vile maji au polypropen, vina mali nzuri ya kinga. Lakini ili kulinda spaceship nao, mengi yao yatahitajika, na uzito wa meli utakuwa mkubwa usiokubalika.
Hivi sasa, wafanyikazi wa NASA wameunda nyenzo mpya yenye nguvu zaidi, inayohusiana na polyethilini, ambayo wanapanga kutumia katika kukusanya anga za baadaye. "Plastiki ya anga" itaweza kulinda wanaanga kutoka kwa mionzi ya cosmic bora kuliko ngao za chuma, lakini ni nyepesi zaidi kuliko metali zinazojulikana. Wataalam wana hakika kwamba wakati nyenzo zinapewa upinzani wa kutosha wa joto, itawezekana hata kutengeneza ngozi ya spacecraft kutoka kwake.
Hapo awali, iliaminika kuwa ni ganda la chuma tu ambalo lingeruhusu chombo cha anga cha juu kupita kwenye mikanda ya mionzi ya Dunia - mikondo ya chembe za kushtakiwa zilizoshikiliwa na uwanja wa sumaku karibu na sayari. Hili halikutokea wakati wa safari za ndege hadi ISS, kwa kuwa obiti ya kituo hupita chini ya eneo hatari. Kwa kuongeza, wanaanga wanatishiwa na miali ya jua - chanzo cha gamma na eksirei, na sehemu za meli yenyewe zina uwezo wa mionzi ya sekondari - kwa sababu ya kuoza kwa radioisotopes iliyoundwa wakati wa "kukutana kwa kwanza" na mionzi.
Sasa wanasayansi wanaamini kwamba plastiki mpya ya RXF1 inakabiliana vyema na matatizo haya, na msongamano wake mdogo sio hoja ya mwisho kwa niaba yake: uwezo wa kubeba roketi bado hauko juu vya kutosha. Matokeo ya vipimo vya maabara ambayo ililinganishwa na alumini yanajulikana: RXF1 inaweza kuhimili mizigo mikubwa mara tatu kwa msongamano wa chini mara tatu na kunasa chembe nyingi zaidi za nishati. Polymer bado haijapewa hati miliki, kwa hivyo njia ya utengenezaji wake haijaripotiwa. Lenta.ru inaripoti hii kwa kurejelea science.nasa.gov.
Miundo ya inflatable. Moduli ya inflatable, iliyofanywa kwa plastiki ya kudumu ya RXF1, haitakuwa tu ya kuunganishwa zaidi wakati wa uzinduzi, lakini pia nyepesi kuliko muundo wa chuma imara. Kwa kweli, watengenezaji wake watahitaji kutoa ulinzi wa kutosha wa kuaminika dhidi ya micrometeorites, pamoja na " uchafu wa nafasi", lakini hakuna kitu kimsingi kisichowezekana kuhusu hili.
Tayari kuna kitu - meli ya kibinafsi inayoweza kupumuliwa isiyo na rubani Genesis II tayari iko kwenye obiti. Ilizinduliwa mnamo 2007 na roketi ya Urusi ya Dnepr. Kwa kuongeza, wingi wake ni wa kuvutia sana kwa kifaa kilichoundwa kampuni binafsi, - zaidi ya kilo 1300.
CSS (Kituo cha Anga za Biashara) Skywalker ni mradi wa kibiashara wa kituo cha obiti kinachoweza kupumuliwa. NASA inatenga takriban dola bilioni 4 kusaidia mradi wa 20110-2013. Tunazungumza juu ya maendeleo ya teknolojia mpya za moduli za inflatable za uchunguzi wa nafasi na miili ya mbinguni ya Mfumo wa Jua.
Haijulikani ni kiasi gani cha gharama ya muundo wa inflatable. Lakini jumla ya gharama za maendeleo ya teknolojia mpya tayari zimetangazwa. Mnamo 2011, dola milioni 652 zitatengwa kwa madhumuni haya, mwaka 2012 (ikiwa bajeti haijarekebishwa tena) - dola milioni 1262, mwaka 2013 - dola milioni 1808. Gharama za utafiti zimepangwa kuongezeka kwa kasi, lakini, kwa kuzingatia uzoefu wa kusikitisha. ya tarehe za mwisho zilizokosa na makadirio ya Constellations, bila kuzingatia programu moja ya kiwango kikubwa.
Moduli za inflatable, vifaa vya otomatiki vya magari ya kuweka kizimbani, mifumo ya uhifadhi wa mafuta ya ndani ya obiti, moduli za usaidizi wa maisha ya uhuru na vifaa ambavyo vinahakikisha kutua kwa zingine. miili ya mbinguni. Hii ni sehemu ndogo tu ya majukumu ambayo NASA sasa inakabiliana nayo kutatua shida ya kutua kwa mtu kwenye Mwezi.
Ulinzi wa sumaku na umeme. Sumaku zenye nguvu zinaweza kutumika kuakisi chembe zinazoruka, lakini sumaku ni nzito sana, na bado haijajulikana ni hatari kiasi gani uga wa sumaku unaoweza kuakisi ungekuwa hatari kwa wanaanga. mionzi ya cosmic.
Chombo au kituo kwenye uso wa mwezi chenye ulinzi wa sumaku. Sumaku ya toroidal superconducting yenye nguvu ya shamba haitaruhusu miale mingi ya ulimwengu kupenya kwenye chumba cha rubani kilicho ndani ya sumaku, na hivyo kupunguza jumla ya vipimo vya mionzi kutoka kwa mionzi ya cosmic kwa makumi au mara zaidi.
Miradi ya NASA inayoahidi - ngao ya mionzi ya umeme kwa msingi wa mwezi na darubini ya mwezi na kioo kioevu (vielelezo kutoka spaceflightnow.com).
Ufumbuzi wa matibabu. Mwili wa mwanadamu una uwezo wa kurekebisha uharibifu wa DNA unaosababishwa na dozi ndogo za mionzi. Ikiwa uwezo huu utaimarishwa, wanaanga wataweza kustahimili mfiduo wa muda mrefu kwa mionzi ya ulimwengu. Maelezo zaidi
Ulinzi wa hidrojeni kioevu. NASA inazingatia uwezekano wa kutumia matangi ya mafuta ya vyombo vya anga yenye hidrojeni kioevu, ambayo inaweza kuwekwa karibu na chumba cha wafanyakazi, kama ulinzi dhidi ya mionzi ya cosmic. Wazo hili linatokana na ukweli kwamba mionzi ya cosmic hupoteza nishati inapogongana na protoni za atomi nyingine. Kwa kuwa atomi ya hidrojeni ina protoni moja tu katika kiini chake, protoni kutoka kwa kila nuclei yake "breki" mionzi. Katika vipengele vilivyo na nuclei nzito, baadhi ya protoni huzuia wengine, hivyo mionzi ya cosmic haifikii. Ulinzi wa hidrojeni unaweza kutolewa, lakini haitoshi kuzuia hatari za saratani.
Biosuit. Mradi huu wa suti za kibaolojia, uliotengenezwa na kundi la maprofesa na wanafunzi huko Massachusetts Taasisi ya Teknolojia(MIT). "Bio" - katika kesi hii haimaanishi teknolojia ya kibaolojia, lakini wepesi, faraja isiyo ya kawaida kwa koti za anga, na katika hali zingine hata kutoonekana kwa ganda, ambayo ni kama mwendelezo wa mwili.
Badala ya kushona na kuunganisha spacesuit kutoka vipande tofauti vya vitambaa tofauti, itanyunyizwa moja kwa moja kwenye ngozi ya mtu kwa namna ya dawa ya ugumu wa haraka. Kweli, kofia, kinga na buti bado zitabaki jadi.
Teknolojia ya kunyunyizia dawa kama hiyo (polima maalum hutumiwa kama nyenzo) tayari inajaribiwa na jeshi la Amerika. Utaratibu huu unaitwa Electrospinlacing, unafanywa na wataalamu kituo cha utafiti Jeshi la Merika - kituo cha mifumo ya askari, Natick.
Ili kuiweka kwa urahisi, tunaweza kusema kwamba matone madogo zaidi au nyuzi fupi za polima hupata malipo ya umeme na, chini ya ushawishi wa uwanja wa umeme kukimbilia kwa lengo lao - kitu kinachohitaji kufunikwa na filamu - ambapo huunda uso uliounganishwa. Wanasayansi kutoka MIT wanakusudia kuunda kitu kama hicho, lakini chenye uwezo wa kuunda filamu isiyo na unyevu na hewa kwenye mwili wa mtu aliye hai. Baada ya ugumu, filamu hupata nguvu za juu, kudumisha elasticity ya kutosha kwa harakati za mikono na miguu.
Inapaswa kuongezwa kuwa mradi hutoa chaguo wakati Kwa njia sawa mwili utanyunyizwa na tabaka kadhaa tofauti, zikibadilishana na aina ya vifaa vya elektroniki vilivyojengwa.
Mstari wa ukuzaji wa vitambaa vya anga kama inavyofikiriwa na wanasayansi wa MIT (mchoro kutoka kwa tovuti mvl.mit.edu).
Na wavumbuzi wa biosuit wanazungumza juu ya kuahidi kujifunga kwa filamu za polymer katika kesi ya uharibifu mdogo.
Hata Profesa Dava Newman mwenyewe hawezi kutabiri ni lini hii itawezekana. Labda katika miaka kumi, labda katika hamsini.
Lakini ikiwa hutaanza kuelekea matokeo haya sasa, "wakati ujao wa ajabu" hautakuja.
Hata kama safari za ndege kati ya sayari zingekuwa ukweli, wanasayansi wanazidi kusema hivyo mwili wa binadamu kutoka kwa mtazamo wa kibaolojia, hatari zaidi na zaidi zinangojea. Wataalam wanaita mionzi ngumu ya cosmic moja ya hatari kuu. Katika sayari zingine, kwa mfano kwenye Mirihi, mionzi hii itakuwa ya kwamba itaongeza kasi ya kuanza kwa ugonjwa wa Alzheimer.
"Mionzi ya Cosmic inaleta tishio kubwa sana kwa wanaanga wa siku zijazo. Uwezekano wa mionzi ya cosmic inaweza kusababisha matatizo ya afya kama vile saratani imetambuliwa kwa muda mrefu," anasema Kerry O'Banion, PhD, daktari wa neva katika Kituo cha Matibabu cha Chuo Kikuu. Rochester " Majaribio yetu pia yalithibitisha kwa uhakika kuwa mionzi migumu pia husababisha kasi ya mabadiliko katika ubongo yanayohusiana na ugonjwa wa Alzheimer's."
Kulingana na wanasayansi, anga zote za nje zimejaa mionzi, wakati ile nene angahewa ya dunia inalinda sayari yetu kutoka kwayo. Washiriki katika safari za ndege za muda mfupi hadi ISS wanaweza tayari kuhisi athari za mionzi, ingawa rasmi wako katika obiti ya chini, ambapo kuba ya kinga. mvuto wa dunia bado inafanya kazi. Mionzi hufanya kazi sana nyakati hizo wakati miale inapotokea kwenye Jua na utoaji wa chembe za mionzi inayofuata.
Wanasayansi wanasema kuwa NASA tayari inafanya kazi kwa karibu mbinu tofauti kuhusiana na ulinzi wa binadamu kutoka kwa mionzi ya cosmic. Shirika la anga za juu lilianza kufadhili "utafiti wa mionzi" miaka 25 iliyopita. Hivi sasa, sehemu kubwa ya mipango katika eneo hili inahusiana na utafiti wa jinsi ya kulinda wanamaji wa siku zijazo kutokana na mionzi mikali kwenye Sayari Nyekundu, ambapo hakuna kuba kama la anga kama Duniani.
Tayari, wataalam wanasema kwa uwezekano mkubwa sana kwamba mionzi ya Martian husababisha saratani. Kuna kiasi kikubwa zaidi cha mionzi karibu na asteroids. Hebu tukumbushe kwamba NASA inapanga misheni kwa asteroid na ushiriki wa binadamu kwa 2021, na Mars kabla ya 2035. Safari ya kwenda Mirihi na kurudi, na kutumia muda fulani huko, inaweza kuchukua miaka mitatu hivi.
Kama NASA ilivyosema, sasa imethibitishwa kuwa mionzi ya nafasi hukasirisha, pamoja na saratani, magonjwa ya mfumo wa moyo na mishipa, musculoskeletal na endocrine. Sasa wataalam kutoka Rochester wamegundua vector nyingine ya hatari: utafiti umegundua kuwa viwango vya juu vya mionzi ya cosmic husababisha magonjwa yanayohusiana na neurodegeneration, hasa, kuamsha michakato inayochangia maendeleo ya ugonjwa wa Alzheimer. Wataalam pia walisoma jinsi mionzi ya cosmic inathiri mfumo mkuu wa neva wa binadamu.
Kulingana na majaribio, wataalam wamegundua hilo chembe za mionzi katika nafasi zina katika muundo wao viini vya atomi za chuma, ambazo zina uwezo wa kupenya wa ajabu. Hii ndiyo sababu ni vigumu kushangaza kujitetea dhidi yao.
Duniani, watafiti walifanya uigaji wa mionzi ya anga katika Maabara ya Kitaifa ya Brookhaven ya Marekani kwenye Kisiwa cha Long, ambapo kichapuzi maalum cha chembe kinapatikana. Kupitia majaribio, watafiti waliamua muda ambao ugonjwa hutokea na kuendelea. Walakini, hadi sasa watafiti wamekuwa wakifanya majaribio juu ya panya wa maabara, wakiwaweka wazi kwa kipimo cha mionzi inayolingana na ile ambayo watu wangepokea wakati wa safari ya ndege kwenda Mirihi. Baada ya majaribio, karibu panya wote walipata usumbufu katika utendaji wa mfumo wa utambuzi wa ubongo. Usumbufu katika utendaji wa mfumo wa moyo na mishipa pia ulibainishwa. Foci ya mkusanyiko wa beta-amyloid, protini ambayo ni ishara ya uhakika ugonjwa wa Alzheimer unaokuja.
Wanasayansi wanasema bado hawajui jinsi ya kukabiliana na mionzi ya anga, lakini wana uhakika kwamba mionzi ni jambo ambalo linastahili kuzingatiwa sana wakati wa kupanga safari za anga za baadaye.
Tangu kuonekana kwao Duniani, viumbe vyote vimekuwepo, vimekua na kubadilika chini ya mfiduo wa mara kwa mara wa mionzi. Mionzi ni ya asili vile vile jambo la asili, kama vile upepo, mawimbi, mvua n.k.
Mionzi ya asili ya asili (NBR) ilikuwepo Duniani katika hatua zote za malezi yake. Ilikuwa hapo muda mrefu kabla ya maisha na kisha biosphere ilionekana. Mionzi ya mionzi na mionzi inayoambatana na ionizing ilikuwa sababu iliyoathiri hali ya sasa ya ulimwengu, mabadiliko ya Dunia, maisha ya Dunia na muundo wa msingi wa Mfumo wa Jua. Kiumbe chochote kinakabiliwa na asili ya mionzi ya tabia ya eneo fulani. Hadi miaka ya 1940 ilisababishwa na mambo mawili: kuoza kwa radionuclides ya asili ya asili, iko katika makazi ya kiumbe fulani na katika viumbe yenyewe, na mionzi ya cosmic.
Vyanzo vya mionzi ya asili (asili) ni nafasi na radionuclides asili zilizomo fomu ya asili na viwango katika vitu vyote vya biosphere: udongo, maji, hewa, madini, viumbe hai, nk. Kitu chochote kati yetu na sisi wenyewe ni mionzi kwa maana kamili ya neno.
Idadi ya watu ulimwenguni hupokea kipimo kikuu cha mionzi kutoka kwa vyanzo vya asili vya mionzi. Wengi wao ni hivyo kwamba haiwezekani kabisa kuepuka yatokanayo na mionzi kutoka kwao. Katika historia yote ya Dunia aina tofauti mionzi hupenya uso wa dunia kutoka angani na hutoka kwa vitu vyenye mionzi vilivyoko kwenye ukoko wa dunia. Mtu anakabiliwa na mionzi kwa njia mbili. Dutu zenye mionzi zinaweza kuwa nje ya mwili na kuiwasha kutoka nje (katika kesi hii tunazungumza juu ya mionzi ya nje) au zinaweza kuishia kwenye hewa ambayo mtu anapumua, kwenye chakula au maji na kuingia ndani ya mwili (njia hii ya mionzi). inaitwa ndani).
Mkaaji yeyote wa Dunia anakabiliwa na mionzi kutoka kwa vyanzo vya asili vya mionzi. Hii inategemea, kwa kiasi, mahali ambapo watu wanaishi.Viwango vya mnururisho katika sehemu fulani za dunia, hasa mahali ambapo miamba yenye mionzi hutokea, ni kubwa zaidi kuliko wastani, na katika maeneo mengine iko chini zaidi. Vyanzo vya kidunia mionzi inawajibika kwa pamoja kwa mfiduo mwingi ambao wanadamu huwekwa wazi kupitia mionzi ya asili. Kwa wastani, hutoa zaidi ya 5/6 ya kipimo sawa cha kila mwaka kinachofaa kinachopokelewa na idadi ya watu, haswa kutokana na mfiduo wa ndani. Wengine huchangiwa na miale ya cosmic, hasa kwa njia ya mionzi ya nje.
Asili ya asili ya mionzi huundwa na mionzi ya cosmic (16%) na mionzi iliyoundwa na radionuclides iliyotawanyika katika asili iliyomo kwenye ukoko wa dunia, hewa ya ardhini, udongo, maji, mimea, chakula, katika viumbe vya wanyama na binadamu (84%). Mionzi ya asili ya teknolojia inahusishwa hasa na usindikaji na harakati za miamba, mwako makaa ya mawe, mafuta, gesi na mafuta mengine ya mafuta, pamoja na kupima silaha za nyuklia na nishati ya nyuklia.
Mionzi ya asili ya asili ni sababu muhimu ya mazingira ambayo ina athari kubwa kwa maisha ya mwanadamu. Mionzi ya asili asilia inatofautiana sana katika maeneo tofauti ya Dunia. Kiwango sawa katika mwili wa binadamu ni wastani wa 2 mSv = 0.2 rem. Maendeleo ya mageuzi inaonyesha kuwa katika hali ya asili, hali bora kwa maisha ya wanadamu, wanyama na mimea. Kwa hivyo, wakati wa kutathmini hatari zinazosababishwa na mionzi ya ionizing, ni muhimu kujua asili na viwango vya mfiduo kutoka kwa vyanzo anuwai.
Kwa kuwa radionuclides, kama atomi yoyote, huunda misombo fulani katika asili na, kulingana na yao kemikali mali ni sehemu ya madini fulani, usambazaji wa radionuclides asili katika ukoko wa dunia haufanani. Mionzi ya cosmic, kama ilivyotajwa hapo juu, pia inategemea mambo kadhaa na inaweza kutofautiana mara kadhaa. Hivyo, asili asili mionzi katika maeneo mbalimbali dunia ni tofauti. Hii inahusiana na mkataba wa dhana ya "msingi wa mionzi ya kawaida": kwa urefu juu ya usawa wa bahari, asili huongezeka kwa sababu ya mionzi ya cosmic, mahali ambapo granites au mchanga wenye utajiri wa thoriamu huja kwenye uso, mionzi ya nyuma pia ni ya juu. , Nakadhalika. Kwa hiyo, tunaweza tu kuzungumza juu ya asili ya wastani ya mionzi ya asili kwa eneo fulani, wilaya, nchi, nk.
Kiwango cha wastani cha ufanisi kilichopokelewa na mkazi wa sayari yetu kutoka vyanzo vya asili kwa mwaka ni 2.4 mSv .
Takriban 1/3 ya kipimo hiki huundwa kutokana na mionzi ya nje (takriban sawa kutoka kwa nafasi na kutoka kwa radionuclides) na 2/3 ni kutokana na mionzi ya ndani, yaani, radionuclides ya asili iko ndani ya mwili wetu. Kiwango cha wastani cha shughuli maalum ya binadamu ni takriban 150 Bq/kg. Mionzi ya asili ya asili ( mfiduo wa nje) kwa wastani wa usawa wa bahari kuhusu 0.09 μSv/h. Hii inalingana na takriban 10 µR/h.
Mionzi ya cosmic ni mkondo wa chembe ionizing ambayo huanguka duniani kutoka anga ya nje. Muundo wa mionzi ya cosmic ni pamoja na:
Mionzi ya cosmic ina vipengele vitatu ambavyo vinatofautiana kwa asili:
1) mionzi kutoka kwa chembe zilizokamatwa na uwanja wa sumaku wa Dunia;
2) mionzi ya galaksi ya cosmic;
3) mionzi ya corpuscular kutoka kwa Jua.
Mionzi kutoka kwa chembe za kushtakiwa zilizokamatwa na uwanja wa sumaku wa Dunia - kwa umbali wa radii ya Dunia 1.2-8 kuna kinachojulikana kama mikanda ya mionzi iliyo na protoni na nishati ya 1-500 MeV (haswa 50 MeV), elektroni zilizo na nishati ya takriban 0.1 -0.4 MeV na kiasi kidogo cha chembe za alpha.
Kiwanja. Miale ya galaksi ya ulimwengu inaundwa hasa na protoni (79%) na chembe za alfa (20%), inayoakisi wingi wa hidrojeni na heliamu katika Ulimwengu. Miongoni mwa ions nzito thamani ya juu kuwa na ayoni za chuma kutokana na kiwango chao cha juu kiasi na idadi kubwa ya atomiki.
Asili. Vyanzo vya mionzi ya galaksi ya cosmic ni miale ya nyota, milipuko ya supernova, kuongeza kasi ya pulsar, milipuko ya nuclei ya galactic, nk.
Maisha yote. Maisha ya chembe katika mionzi ya cosmic ni karibu miaka milioni 200. Kufungwa kwa chembe hutokea kutokana na uwanja wa magnetic wa nafasi ya interstellar.
Mwingiliano na anga . Kuingia anga, mionzi ya cosmic huingiliana na atomi za nitrojeni, oksijeni na argon. Chembe hugongana na elektroni mara nyingi zaidi kuliko viini, lakini chembe zenye nguvu nyingi hupoteza nishati kidogo. Katika migongano na viini, chembe ni karibu kila mara kuondolewa kutoka kwa mtiririko, hivyo kudhoofika kwa mionzi ya msingi ni karibu kabisa kutokana na athari za nyuklia.
Wakati protoni zinapogongana na nuclei, neutroni na protoni hutolewa nje ya nuclei, na athari za mgawanyiko wa nyuklia hutokea. Chembe za sekondari zinazosababishwa zina nishati kubwa na zenyewe hushawishi athari sawa za nyuklia, i.e., mtiririko mzima wa athari huundwa, kinachojulikana kama bafu pana ya anga huundwa. Chembe moja ya awali ya nishati ya juu inaweza kutoa mvua ya vizazi kumi mfululizo vya athari zinazozalisha mamilioni ya chembe.
Nuclei mpya na nucleons, ambayo hufanya sehemu ya nyuklia ya mionzi, huundwa hasa katika tabaka za juu za anga. Katika sehemu yake ya chini, mtiririko wa viini na protoni ni dhaifu sana kwa sababu ya migongano ya nyuklia na upotezaji zaidi wa ionization. Katika usawa wa bahari huzalisha asilimia chache tu ya kiwango cha dozi.
Radionuclides ya Cosmogenic
Kama matokeo ya athari za nyuklia zinazotokea chini ya ushawishi wa mionzi ya cosmic katika angahewa na sehemu katika lithosphere, nuclei za mionzi huundwa. Kati ya hizi, mchango mkubwa zaidi katika uundaji wa kipimo hufanywa na (β-emitters: 3 H (T 1/2 = miaka 12.35), 14 C (T 1/2 = miaka 5730), 22 Na (T 1/2 = 2.6 miaka) - kuingia kwenye mwili wa binadamu na chakula.Kama ifuatavyo kutoka kwa data iliyotolewa, mchango mkubwa zaidi kwa mionzi hutoka kwa kaboni-14. Mtu mzima hutumia ~ 95 kg ya kaboni kwa mwaka na chakula.
Mionzi ya jua, inayojumuisha mionzi ya sumakuumeme hadi safu ya X-ray, protoni na chembe za alpha;
Aina zilizoorodheshwa za mionzi ni za msingi; karibu kutoweka kabisa kwa urefu wa kilomita 20 kwa sababu ya mwingiliano na tabaka za juu anga. Katika kesi hii, mionzi ya sekondari ya cosmic huundwa, ambayo hufikia uso wa Dunia na huathiri biosphere (ikiwa ni pamoja na wanadamu). Mionzi ya sekondari ni pamoja na neutroni, protoni, mesoni, elektroni na fotoni.
Nguvu ya mionzi ya cosmic inategemea mambo kadhaa:
Mabadiliko katika mtiririko wa mionzi ya galactic,
Latitudo ya kijiografia,
Miinuko juu ya usawa wa bahari.
Kulingana na urefu, ukubwa wa mionzi ya cosmic huongezeka kwa kasi.
Radionuclides ya ukoko wa dunia.
Isotopu za muda mrefu (na nusu ya maisha ya mabilioni ya miaka) ambazo hazikuwa na wakati wa kuoza wakati wa uwepo wa sayari yetu zimetawanyika kwenye ukoko wa dunia. Labda ziliundwa wakati huo huo na malezi ya sayari za Mfumo wa Jua (isotopu za muda mfupi zilioza kabisa). Isotopu hizi huitwa vitu vya asili vya mionzi, ambayo ina maana yale ambayo yaliundwa na mara kwa mara yanafanywa upya bila kuingilia kati ya binadamu. Wanapooza, huunda isotopu za kati, pia za mionzi.
Vyanzo vya nje mionzi ni zaidi ya 60 radionuclides asili inayopatikana katika biosphere ya Dunia. Vipengele vya asili vya mionzi vilivyomo kwa kiasi kidogo katika shells zote na msingi wa Dunia. Ya umuhimu hasa kwa wanadamu ni mambo ya mionzi ya biosphere, i.e. sehemu hiyo ya shell ya Dunia (litho-, hydro- na anga) ambapo microorganisms, mimea, wanyama na wanadamu ziko.
Kwa mabilioni ya miaka ilikwenda mchakato wa mara kwa mara kuoza kwa mionzi ya nuclei za atomiki zisizo imara. Kama matokeo ya hii, mionzi ya jumla ya dutu ya Dunia na miamba ilipungua polepole. Isotopu za muda mfupi zilioza kabisa. Hasa vipengele vilivyo na nusu ya maisha vilivyopimwa katika mabilioni ya miaka vimehifadhiwa, pamoja na bidhaa za sekondari za muda mfupi za kuoza kwa mionzi, na kutengeneza minyororo ya mabadiliko ya mfululizo, familia zinazojulikana za vipengele vya mionzi. Katika ukoko wa dunia, radionuclides asili zinaweza kutawanywa kwa usawa au kujilimbikizia kwa namna ya amana.
Radionuclides ya asili (asili). inaweza kugawanywa katika vikundi vitatu:
Radionuclides za familia zenye mionzi (mfululizo),
Nyingine (zisizo za familia zenye mionzi) radionuclides zilizokuwa sehemu ya ukoko wa dunia wakati wa uundaji wa sayari,
Radionuclides sumu chini ya ushawishi wa mionzi ya cosmic.
Wakati wa kuundwa kwa Dunia, radionuclides, pamoja na nuclides imara, pia ikawa sehemu ya ukoko wake. Wengi wa radionuclides hizi ni za kinachojulikana familia za mionzi (mfululizo). Kila mfululizo unawakilisha mlolongo wa mabadiliko ya mionzi mfululizo, wakati kiini kilichoundwa wakati wa kuoza kwa kiini cha mzazi pia, kwa upande wake, huharibika, tena kuzalisha kiini kisicho imara, nk. Mwanzo wa mnyororo huo ni radionuclide, ambayo haijaundwa. kutoka kwa radionuclide nyingine, lakini iko kwenye ukoko wa dunia na biosphere tangu wakati wa kuzaliwa kwao. Radionuclide hii inaitwa babu na familia nzima (mfululizo) inaitwa baada yake. Kwa jumla, kuna mababu watatu katika maumbile - uranium-235, uranium-238 na thorium-232, na, ipasavyo, safu tatu za mionzi - uranium mbili na thorium. Mfululizo wote huisha kwa isotopu thabiti za risasi.
Wengi muda mrefu Nusu ya maisha ya waturiamu ni miaka bilioni 14, kwa hivyo imehifadhiwa karibu kabisa tangu kuongezeka kwa Dunia. Uranium-238 ilioza kwa kiwango kikubwa, sehemu kubwa ya uranium-235 ilioza, na isotopu neptunium-232 ilioza kabisa. Kwa sababu hii, kuna thoriamu nyingi katika ukoko wa dunia (karibu mara 20 zaidi ya urani), na uranium-235 ni mara 140 chini ya uranium-238. Kwa kuwa babu wa familia ya nne (neptunium) imetengana kabisa tangu kuongezeka kwa Dunia, karibu haipo kwenye miamba. Neptunium imepatikana katika madini ya uranium kwa kiasi kidogo. Lakini asili yake ni ya pili na ni kwa sababu ya milipuko ya nuclei za uranium-238 na neutroni za miale ya ulimwengu. Neptunium sasa inazalishwa kwa kutumia athari za nyuklia za bandia. Kwa mwanaikolojia haina riba.
Takriban 0.0003% (kulingana na vyanzo mbalimbali 0.00025-0.0004%) ya ukoko wa dunia ni uranium. Hiyo ni, mita moja ya ujazo ya udongo wa kawaida zaidi ina wastani wa gramu 5 za urani. Kuna mahali ambapo kiasi hiki ni maelfu ya mara zaidi - hizi ni amana za uranium. Meta ya ujazo ya maji ya bahari ina takriban 1.5 mg ya uranium. Hii ya asili kipengele cha kemikali inawakilishwa na isotopu mbili -238U na 235U, ambayo kila moja ni babu wa safu yake ya mionzi. Idadi kubwa ya uranium asilia (99.3%) ni uranium-238. Radionuclide hii ni imara sana, uwezekano wa kuoza kwake (yaani, kuoza kwa alpha) ni ndogo sana. Uwezekano huu una sifa ya nusu ya maisha ya miaka bilioni 4.5. Hiyo ni, tangu kuundwa kwa sayari yetu, wingi wake umepungua kwa nusu. Kutoka kwa hili, kwa upande wake, inafuata kwamba mionzi ya nyuma kwenye sayari yetu ilikuwa ya juu zaidi. Minyororo ya mabadiliko ya mionzi ambayo hutoa radionuclides asili ya safu ya urani:
Mfululizo wa mionzi ni pamoja na radionuclides za muda mrefu (yaani, radionuclides zilizo na nusu ya muda mrefu) na za muda mfupi, lakini radionuclides zote kwenye mfululizo zipo kwa asili, hata zile zinazooza haraka. Hii ni kutokana na ukweli kwamba baada ya muda, usawa umeanzishwa (kinachojulikana kama "usawa wa kidunia") - kiwango cha kuoza kwa kila radionuclide ni sawa na kiwango cha malezi yake.
Kuna radionuclides za asili ambazo ziliingia kwenye ukoko wa dunia wakati wa kuundwa kwa sayari na ambazo sio za mfululizo wa uranium au thorium. Kwanza kabisa, ni potasiamu-40. Maudhui ya 40 K katika ukoko wa dunia ni kuhusu 0.00027% (misa), nusu ya maisha ni miaka bilioni 1.3. Binti ya nuclide, kalsiamu-40, ni imara. Potasiamu-40 hupatikana kwa kiasi kikubwa katika mimea na viumbe hai na huchangia mchango mkubwa kwa kipimo cha jumla cha mionzi ya ndani ya binadamu.
Potasiamu ya asili ina isotopu tatu: potasiamu-39, potasiamu-40 na potasiamu-41, ambayo potasiamu-40 tu ni mionzi. Uwiano wa kiasi cha isotopu hizi tatu katika asili inaonekana kama hii: 93.08%, 0.012% na 6.91%.
Potasiamu-40 huvunjika kwa njia mbili. Takriban 88% ya atomi zake hupata mionzi ya beta na kuwa atomi za kalsiamu-40. 12% iliyobaki ya atomi, ikipata K-capture, inageuka kuwa atomi za argon-40. Njia ya kuamua potasiamu-argon inategemea mali hii ya potasiamu-40 umri kamili mawe na madini.
Kundi la tatu la radionuclides asili lina radionuclides ya cosmogenic. Radionuclides hizi huundwa chini ya ushawishi wa mionzi ya cosmic kutoka kwa nuclides imara kama matokeo ya athari za nyuklia. Hizi ni pamoja na tritium, beryllium-7, kaboni-14, sodiamu-22. Kwa mfano, athari za nyuklia za malezi ya tritium na kaboni-14 kutoka kwa nitrojeni chini ya ushawishi wa neutroni za ulimwengu:
Mahali maalum Carbon safu kati ya radioisotopes asili. Kaboni ya asili inajumuisha mbili isotopu imara, kati ya ambayo kaboni-12 inatawala (98.89%). Iliyobaki ni karibu kabisa kaboni-13 (1.11%).
Mbali na isotopu imara za kaboni, tano zaidi za mionzi zinajulikana. Nne kati yao (kaboni-10, kaboni-11, kaboni-15 na kaboni-16) wana maisha mafupi sana ya nusu (sekunde na sehemu za sekunde). Radioisotopu ya tano, kaboni-14, ina nusu ya maisha ya miaka 5,730.
Kwa asili, mkusanyiko wa kaboni-14 ni mdogo sana. Kwa mfano, katika mimea ya kisasa kuna atomi moja ya isotopu hii kwa kila atomi 10 9 za kaboni-12 na kaboni-13. Hata hivyo, pamoja na ujio silaha za atomiki na teknolojia ya nyuklia, kaboni-14 hupatikana kwa njia ya uingiliano neutroni za polepole na nitrojeni ya anga, kwa hivyo kiasi chake kinakua kila wakati.
Kuna maelewano fulani kuhusu asili gani inachukuliwa kuwa "kawaida". Kwa hivyo, kwa "wastani wa sayari" kipimo cha kila mwaka cha ufanisi kwa kila mtu ni 2.4 mSv, katika nchi nyingi thamani hii ni 7-9 mSv / mwaka. Hiyo ni, tangu nyakati za zamani, mamilioni ya watu wameishi chini ya hali ya mizigo ya asili ya kipimo ambayo ni mara kadhaa zaidi kuliko wastani wa takwimu. Utafiti wa kimatibabu na takwimu za idadi ya watu zinaonyesha kwamba hii haiathiri maisha yao kwa njia yoyote, haina yoyote ushawishi mbaya juu ya afya zao na afya ya watoto wao.
Kuzungumza juu ya kawaida ya dhana ya asili ya "kawaida", tunaweza pia kuashiria idadi ya maeneo kwenye sayari ambapo kiwango cha mionzi ya asili huzidi wastani wa takwimu sio mara kadhaa tu, bali pia makumi ya nyakati (meza); makumi na mamia ya maelfu ya wakazi wanakabiliwa na athari hii. Na hii pia ni ya kawaida, hii pia haiathiri afya zao kwa njia yoyote. Zaidi ya hayo, maeneo mengi yenye mionzi iliyoongezeka ya nyuma yamekuwa maeneo ya utalii wa wingi (pwani za bahari) na vituo vinavyotambulika (Caucasian Mineral Waters, Karlovy Vary, nk) kwa karne nyingi.
07.12.2016
Udadisi rover ina kifaa cha RAD kwenye ubao ili kubaini ukubwa wa mfiduo wa mionzi. Wakati wa kukimbia kwake Udadisi wa Mars alifanya vipimo vya mionzi ya nyuma, na leo wanasayansi wanaofanya kazi na NASA walizungumza kuhusu matokeo haya. Kwa kuwa rover ilikuwa ikiruka kwenye kofia, na sensor ya mionzi ilikuwa ndani, vipimo hivi vinahusiana na hiyo. mionzi ya nyuma, ambayo itakuwepo kwenye chombo cha anga cha juu cha mtu.Kifaa cha RAD kinajumuisha kaki tatu za hali dhabiti za silikoni ambazo hufanya kazi kama kigunduzi. Zaidi ya hayo, ina fuwele ya iodidi ya cesium, ambayo hutumiwa kama scintillator. RAD imewekwa ili kutazama kilele wakati wa kutua na kukamata uwanja wa digrii 65.
Kwa kweli, ni darubini ya mionzi ambayo hutambua mionzi ya ionizing na chembe za kushtakiwa katika aina mbalimbali.
Kiwango sawa cha mfiduo wa mionzi iliyofyonzwa ni mara 2 zaidi ya kipimo cha ISS.
Safari ya ndege ya miezi sita hadi Mirihi ni takriban sawa na mwaka 1 unaotumika katika obiti ya Chini ya Dunia. Kwa kuzingatia kwamba muda wote wa msafara unapaswa kuwa takriban siku 500, matarajio hayana matumaini.
Kwa wanadamu, mionzi iliyokusanywa ya 1 Sievert huongeza hatari ya saratani kwa 5%. NASA inaruhusu wanaanga wake kujilimbikiza hatari isiyozidi 3% au 0.6 Sievert juu ya taaluma zao.
Matarajio ya maisha ya wanaanga ni ya chini kuliko wastani katika nchi zao. Angalau robo ya vifo vinatokana na saratani.
Kati ya wanaanga 112 wa Urusi walioruka, 28 hawako nasi tena. Watu watano walikufa: Yuri Gagarin - juu ya mpiganaji, Vladimir Komarov, Georgy Dobrovolsky, Vladislav Volkov na Viktor Patsayev - wakati wa kurudi kutoka kwa mzunguko wa Dunia. Vasily Lazarev alikufa kutokana na sumu na pombe ya chini.
Kati ya washindi 22 waliobaki wa bahari ya nyota, sababu ya kifo cha tisa ilikuwa oncology. Anatoly Levchenko (umri wa miaka 47), Yuri Artyukhin (68), Lev Demin (72), Vladimir Vasyutin (50), Gennady Strekalov (64), Gennady Sarafanov (63), Konstantin Feoktistov (83), Vitaly Sevastyanov (75) walikufa. ya saratani.). Sababu rasmi ya kifo cha mwanaanga mwingine aliyefariki kutokana na saratani haijafichuliwa. Walio na afya bora na wenye nguvu zaidi huchaguliwa kwa ndege zaidi ya Dunia.
Kwa hivyo, wanaanga tisa kati ya 22 waliokufa kutokana na saratani ni 40.9%. Sasa tuangalie takwimu zinazofanana kwa nchi kwa ujumla. Mwaka jana, Warusi milioni 1 768,000 500 waliondoka kwenye ulimwengu huu (data ya Rosstat). Wakati huo huo, kutoka sababu za nje(dharura za usafiri, sumu ya pombe, kujiua, mauaji) 173.2 elfu walikufa. Hiyo inaacha milioni 1 595 elfu 300. Ni wananchi wangapi wameuawa na oncology? Jibu: watu 265.1 elfu. Au 16.6%. Hebu tulinganishe: 40.9 na 16.6%. Inabadilika kuwa raia wa kawaida hufa kutokana na saratani mara 2.5 chini ya wanaanga.
Hakuna taarifa kama hiyo kuhusu wanaanga wa Marekani. Lakini hata data ndogo zinaonyesha kuwa oncology pia inaathiri wanaanga wa Amerika. Hapa kuna orodha ya sehemu ya wahasiriwa ugonjwa wa kutisha: John Swigert Jr. - saratani ya uboho, Donald Slayton - saratani ya ubongo, Charles Veach - saratani ya ubongo, David Walker - saratani, Alan Shepard - leukemia, George Lowe - saratani ya koloni, Ronald Paris - tumor ya ubongo.
Wakati wa kuruka kwenye mzunguko wa Dunia, kila mfanyakazi hupokea kiasi sawa cha mionzi kana kwamba alikuwa amechunguzwa katika chumba cha X-ray mara 150-400.
Kwa kuzingatia kwamba kipimo cha kila siku kwenye ISS ni hadi 1 mSv (kipimo kinachoruhusiwa kwa mwaka kwa wanadamu duniani), basi. tarehe ya mwisho Kukaa kwa wanaanga katika obiti ni kwa takriban siku 600 katika maisha yao yote.
Juu ya Mars yenyewe, mionzi inapaswa kuwa takriban mara mbili chini kuliko katika nafasi, kutokana na anga na kusimamishwa kwa vumbi ndani yake, yaani, inafanana na kiwango cha ISS, lakini viashiria halisi bado havijachapishwa. Viashiria vya RAD wakati wa siku za dhoruba za vumbi vitavutia - tutagundua jinsi vumbi la Martian lilivyo kama ngao ya mionzi.
Sasa rekodi ya kukaa katika mzunguko wa karibu wa Dunia ni ya Sergei Krikalev mwenye umri wa miaka 55 - ana siku 803. Lakini alizikusanya mara kwa mara - kwa jumla alifanya safari 6 za ndege kutoka 1988 hadi 2005.
Mionzi katika nafasi huja hasa kutoka kwa vyanzo viwili: kutoka kwa Jua, wakati wa moto na ejections ya coronal, na kutoka kwa mionzi ya cosmic, ambayo hutokea wakati wa milipuko ya supernova au matukio mengine ya juu ya nishati katika galaksi zetu na nyingine.
Katika mfano: mwingiliano wa "upepo" wa jua na magnetosphere ya Dunia.
Mionzi ya cosmic hufanya sehemu kubwa ya mionzi wakati wa kusafiri kati ya sayari. Wanahesabu sehemu ya mionzi ya 1.8 mSv kwa siku. Asilimia tatu tu ya mionzi iliyokusanywa na Udadisi kutoka kwa Jua. Hii pia ni kutokana na ukweli kwamba ndege ilifanyika wakati wa utulivu. Milipuko huongeza kiwango cha jumla, na inakaribia 2 mSv kwa siku.
Vilele hutokea wakati wa miali ya jua.
Sasa njia za kiufundi ufanisi zaidi dhidi ya mionzi ya jua, ambayo ina nishati ya chini. Kwa mfano, unaweza kuandaa capsule ya kinga ambapo wanaanga wanaweza kujificha wakati wa miali ya jua. Hata hivyo, hata kuta za alumini 30 cm hazitalinda kutoka kwa mionzi ya cosmic ya interstellar. Wanaoongoza labda wangesaidia vyema, lakini hii ingeongeza kwa kiasi kikubwa wingi wa meli, ambayo inamaanisha gharama ya kurusha na kuharakisha.
Huenda ikahitajika kuunganisha chombo cha anga za juu katika obiti kuzunguka Dunia - kuning'iniza sahani nzito za risasi ili kulinda dhidi ya mionzi. Au tumia Mwezi kwa mkusanyiko, ambapo uzito wa chombo utakuwa chini.
Wengi njia za ufanisi Ili kupunguza udhihirisho wa mionzi, aina mpya za injini zinapaswa kutengenezwa ambazo zitapunguza kwa kiasi kikubwa muda wa ndege kwenda Mirihi na kurudi. NASA kwa sasa inafanya kazi juu ya upitishaji wa umeme wa jua na usukumaji wa mafuta ya nyuklia. Ya kwanza inaweza, kwa nadharia, kuharakisha hadi mara 20 kwa kasi zaidi kuliko injini za kisasa za kemikali, lakini kuongeza kasi itakuwa ndefu sana kutokana na msukumo mdogo. Kifaa kilicho na injini kama hiyo kinatakiwa kutumwa kuvuta asteroid, ambayo NASA inataka kukamata na kuhamisha kwenye mzunguko wa mwezi kwa ziara ya baadaye ya wanaanga.
Maendeleo ya kuahidi na ya kutia moyo zaidi katika mwendo wa umeme yanafanywa chini ya mradi wa VASIMR. Lakini kwa safari ya Mars paneli za jua haitoshi - utahitaji Reactor.
Injini ya mafuta ya nyuklia hutengeneza msukumo maalum takriban mara tatu zaidi ya aina za kisasa za roketi. Kiini chake ni rahisi: reactor inapokanzwa gesi ya kazi (hidrojeni inadhaniwa) kwa joto la juu bila matumizi ya oxidizer, ambayo inahitajika na roketi za kemikali. Katika kesi hiyo, kikomo cha joto la joto kinatambuliwa tu na nyenzo ambazo injini yenyewe hufanywa.
Lakini unyenyekevu kama huo pia husababisha shida - msukumo ni ngumu sana kudhibiti. NASA inajaribu kutatua tatizo hili, lakini haizingatii maendeleo ya injini za nyuklia kama kipaumbele.
Matumizi ya kinu cha nyuklia bado yanatia matumaini katika sehemu hiyo ya nishati inaweza kutumika kwa ajili ya uzalishaji uwanja wa sumakuumeme, ambayo pia ingewalinda marubani dhidi ya mionzi ya ulimwengu na mionzi kutoka kwa kinu yake yenyewe. Teknolojia hiyohiyo ingefaidisha kupata maji kutoka kwa Mwezi au asteroidi, yaani, ingechochea zaidi matumizi ya kibiashara ya anga.
Ingawa sasa hii sio kitu zaidi ya hoja ya kinadharia, inawezekana kwamba mpango kama huo utakuwa ufunguo wa kiwango kipya cha uchunguzi wa mfumo wa jua.
Mahitaji ya ziada ya nafasi na microcircuits za kijeshi.
Kwanza kabisa, kuna mahitaji yaliyoongezeka ya kuegemea (yote ya kioo yenyewe na kesi), upinzani wa vibration na overload, unyevu, aina ya joto ni pana zaidi, kwa sababu. vifaa vya kijeshi Inapaswa kufanya kazi kwa -40C na inapokanzwa hadi 100C.
Kisha - upinzani kwa mambo ya kuharibu mlipuko wa nyuklia- EMR, kipimo kikubwa cha papo hapo cha mionzi ya gamma/neutroni. Uendeshaji wa kawaida unaweza usiwezekane wakati wa mlipuko, lakini angalau kifaa haipaswi kuharibiwa bila kurekebishwa.
Na hatimaye - ikiwa microcircuit ni ya nafasi - uthabiti wa vigezo kwani jumla ya kipimo cha mionzi huongezeka polepole na kuishi baada ya kukutana na chembe zenye chaji nyingi za mionzi ya cosmic.
Je, mionzi huathiri vipi microcircuits?
Katika "vipande vya chembe", mionzi ya cosmic ina protoni 90% (yaani ioni za hidrojeni), 7% ya nuclei ya heliamu (chembe za alpha), ~ 1% atomi nzito na ~ 1% ya elektroni. Kweli, nyota (pamoja na Jua), viini vya galaksi, Njia ya Milky- kuangazia kila kitu sio tu kwa mwanga unaoonekana, bali pia na mionzi ya x-ray na gamma. Wakati wa miale ya jua, mionzi kutoka kwa jua huongezeka mara 1000-1000000, ambayo inaweza kuwa tatizo kubwa (kwa watu wa baadaye na vyombo vya sasa vya anga nje ya magnetosphere ya dunia).
Hakuna neutroni katika mionzi ya cosmic sababu dhahiri- neutroni za bure zina nusu ya maisha ya sekunde 611 na kugeuka kuwa protoni. Hata kutoka jua neutroni haiwezi kufikia, isipokuwa sana kasi ya uhusiano. Idadi ndogo ya nyutroni huwasili kutoka duniani, lakini haya ni mambo madogo.
Kuna mikanda 2 ya chembe za kushtakiwa kuzunguka dunia - kinachojulikana kama mionzi: kwa urefu wa ~ 4000 km kutoka kwa protoni, na kwa urefu wa ~ 17000 km kutoka kwa elektroni. Chembe huko husogea katika mizunguko iliyofungwa, ikinaswa na uga wa sumaku wa dunia. Pia kuna anomaly ya sumaku ya Brazil - ambapo ya ndani ukanda wa mionzi inakuja karibu na ardhi, hadi urefu wa kilomita 200.
Elektroni, gamma na mionzi ya x-ray.
Wakati mionzi ya gamma na X-ray (pamoja na mionzi ya sekondari iliyopatikana kutokana na mgongano wa elektroni na mwili wa kifaa) inapita kupitia microcircuit, malipo huanza kujilimbikiza hatua kwa hatua kwenye dielectric ya lango la transistors, na ipasavyo, vigezo vya transistors huanza kubadilika polepole - voltage ya kizingiti cha transistors na sasa ya kuvuja. Microcircuit ya kawaida ya kiraia inaweza kuacha kufanya kazi kawaida baada ya rads 5000 (hata hivyo, mtu anaweza kuacha kufanya kazi baada ya rads 500-1000).
Kwa kuongezea, mionzi ya gamma na x-ray husababisha makutano yote ya pn ndani ya chip kufanya kama ndogo " paneli za jua"- na ikiwa katika nafasi mionzi haitoshi kuathiri sana uendeshaji wa microcircuit, wakati wa mlipuko wa nyuklia mtiririko wa mionzi ya gamma na x-ray inaweza kuwa tayari kutosha kuharibu uendeshaji wa microcircuit kutokana na athari ya photoelectric.
Katika mzunguko wa chini wa kilomita 300-500 (ambapo watu huruka), kipimo cha kila mwaka kinaweza kuwa rads 100 au chini, hivyo hata zaidi ya miaka 10 kipimo kilichokusanywa kitavumiliwa na microcircuits za kiraia. Lakini katika obiti za juu> 1000km kipimo cha kila mwaka kinaweza kuwa rad 10000-20000, na microcircuti za kawaida zitapata. dozi mbaya katika suala la miezi.
Chembe zenye chaji nzito (HCP) - protoni, chembe za alpha na ioni za nishati nyingi
Hii ndiyo zaidi tatizo kubwa vifaa vya elektroniki vya anga - TZCH wana nguvu nyingi hivi kwamba "hutoboa" microcircuit kupitia (pamoja na mwili wa satelaiti), na kuacha nyuma "njia" ya malipo. KATIKA bora kesi scenario hii inaweza kusababisha hitilafu ya programu (0 inakuwa 1 au kinyume chake - hasira ya tukio moja, SEU), mbaya zaidi - kusababisha latchup ya thyristor (latchup ya tukio moja, SEL). Katika chip iliyofungwa, ugavi wa umeme ni mfupi-mzunguko chini, sasa inaweza kutiririka juu sana na kusababisha mwako wa microcircuit. Ikiwa utaweza kuzima nguvu na kuiunganisha kabla ya mwako, basi kila kitu kitafanya kazi kama kawaida.
Labda hii ndio hasa ilifanyika na Phobos-Grunt - kulingana na toleo rasmi, kumbukumbu zisizo na mionzi zilizoingizwa zilishindwa tayari kwenye mzunguko wa pili, na hii inawezekana tu kwa sababu ya mionzi ya juu-voltage (kulingana na jumla ya kusanyiko. kipimo cha mionzi katika obiti ya chini, chip ya raia inaweza kufanya kazi kwa muda mrefu).
Ni latching ambayo inazuia matumizi ya chips za kawaida za msingi katika nafasi na kila aina ya hila za programu ili kuongeza kuegemea.
Nini kitatokea ukilinda chombo cha anga kwa risasi?
Chembe zilizo na nishati ya 3 * 1020 eV wakati mwingine hufika kwetu na mionzi ya galaksi ya cosmic, i.e. 300,000,000 TeV. Katika vitengo vinavyoeleweka kwa binadamu, hii ni kuhusu 50J, i.e. moja chembe ya msingi nishati kama risasi kutoka kwa bastola ndogo ya michezo.
Wakati chembe kama hiyo inapogongana, kwa mfano, na atomi ya risasi ya ngao ya mionzi, inaipasua tu. Vipande pia vitakuwa na nishati kubwa, na pia vitararua kila kitu kwenye njia yao hadi shreds. Hatimaye, ulinzi zaidi kutoka kwa vipengele vizito, vipande zaidi na mionzi ya sekondari tutapokea. Risasi inaweza tu kudhoofisha kwa kiasi kikubwa mionzi midogo kiasi ya vinu vya nyuklia vya Dunia.
Mionzi ya Gamma ina athari sawa. nishati ya juu- pia ina uwezo wa kurarua atomi nzito hadi kupasua kutokana na mmenyuko wa nyuklia.
Taratibu zinazofanyika zinaweza kuzingatiwa kwa kutumia bomba la X-ray kama mfano.
Elektroni kutoka kwa cathode huruka kuelekea anode kutoka chuma nzito, na juu ya mgongano nayo, mionzi ya X-ray hutolewa kutokana na bremsstrahlung.
Wakati elektroni kutoka kwa mionzi ya cosmic inapofika kwenye meli yetu, ulinzi wetu wa mionzi utageuka kuwa tube ya asili ya X-ray, karibu na microcircuits yetu dhaifu na hata viumbe hai zaidi maridadi.
Kwa sababu ya matatizo haya yote ulinzi wa mionzi Imetengenezwa kutoka kwa vitu vizito, kama ilivyo duniani - haitumiwi angani. Tumia ulinzi kwa sehemu kubwa inayojumuisha alumini, hidrojeni (kutoka polyethilini mbalimbali, nk), kwa kuwa inaweza tu kugawanywa katika chembe za subatomic - na hii ni ngumu zaidi, na ulinzi huo hutoa mionzi ya chini ya sekondari.
Lakini kwa hali yoyote, hakuna ulinzi kutoka kwa HTC, zaidi ya hayo, kuliko ulinzi zaidi- mionzi ya sekondari zaidi kutoka kwa chembe za juu-nishati, unene bora ni kuhusu 2-3 mm ya alumini. Jambo gumu zaidi ni mchanganyiko wa ulinzi wa hidrojeni na vitu vizito kidogo (kinachojulikana kama Grade-Z) - lakini hii sio bora zaidi kuliko ulinzi safi wa "hidrojeni". Kwa ujumla, mionzi ya cosmic inaweza kupunguzwa kwa mara 10, na ndivyo tu.