Zemlja je edinstvena zibelka vseh živih bitij. Zaščiteni s svojo atmosfero in magnetnim poljem ne moremo razmišljati o nevarnosti sevanja, razen tistih, ki jih ustvarimo z lastnimi rokami. Vendar se vsi projekti raziskovanja vesolja - tako blizu kot daleč - vedno srečujejo s problemom sevalne varnosti. Kozmos je sovražen do življenja. Tam nas ne pričakujejo.
Orbita Mednarodne vesoljske postaje je bila večkrat dvignjena in zdaj je njena nadmorska višina več kot 400 km. To je bilo storjeno, da bi leteči laboratorij odmaknili od gostih plasti ozračja, kjer molekule plinov še vedno precej opazno upočasnijo let in postaja izgublja nadmorsko višino. Da ne bi preveč pogosto popravljali orbite, bi bilo dobro postajo dvigniti še višje, vendar tega ni mogoče storiti. Spodnji (protonski) sevalni pas se začne približno 500 km od Zemlje. Dolg let znotraj katerega od sevalnih pasov (in to sta dva) bo za posadke katastrofalen.
Kozmonavt-likvidator
Kljub temu pa ni mogoče trditi, da na višini, na kateri ISS trenutno pluje, ni težav z varstvom pred sevanji. Prvič, v južnem Atlantiku obstaja tako imenovana brazilska ali južnoatlantska magnetna anomalija. Tu se zdi, da zemeljsko magnetno polje upadne in z njim se izkaže, da je spodnji sevalni pas bližje površini. In ISS se ga še vedno dotakne, leti na tem območju.
Drugič, človeka v vesolju ogroža galaktično sevanje - tok nabitih delcev, ki hitijo iz vseh smeri in z izjemno hitrostjo, ki ga ustvarijo eksplozije supernove ali aktivnost pulzarjev, kvazarjev in drugih nepravilnih zvezdnih teles. Nekatere od teh delcev zadrži zemeljsko magnetno polje (ki je eden od dejavnikov pri nastanku sevalnih pasov), drugi del pa izgubi energijo ob trkih z molekulami plina v ozračju. Nekaj doseže površje Zemlje, tako da je na našem planetu popolnoma povsod prisotno majhno radioaktivno ozadje. V povprečju oseba, ki živi na Zemlji in se ne ukvarja z viri sevanja, prejme odmerek 1 miliseverta (mSv) letno. Astronavt na ISS zasluži 0,5-0,7 mSv. Vsak dan!
Pasovi za sevanje
Promocijski video:
Zemeljski sevalni pasovi so področja magnetosfere, v katerih se kopičijo visokoenergijski nabiti delci. Notranji pas je sestavljen pretežno iz protonov, zunanji pa iz elektronov. Leta 2012 je satelit NASA odkril še en pas, ki se nahaja med obema znanima.
"Zanimiva je primerjava," pravi Vjačeslav Šuršakov, vodja oddelka za varstvo pred sevanji kozmonavtov na Inštitutu za biomedicinske probleme Ruske akademije znanosti, kandidat za fizikalne in matematične vede. - Dovoljena letna doza za zaposlenega v jedrski elektrarni je 20 mSv - 20-krat več, kot prejme navaden človek. Za strokovnjake za izredne razmere, te posebej usposobljene ljudi, je največji letni odmerek 200 mSv. To je že 200-krat več kot običajni odmerek in … praktično enako, kot prejme astronavt, ki je eno leto delal na ISS."
Trenutno je medicina določila največji odmerek, ki ga v življenju osebe ni mogoče preseči, da bi se izognili resnim zdravstvenim težavam. To je 1000 mSv ali 1 Sv. Tako lahko tudi delavec jedrske elektrarne s svojimi standardi dela tiho petdeset let, ne da bi se za to kaj skrbel. Kozmonavt pa bo svojo mejo izčrpal v samo petih letih. Toda četudi je štiri leta letel in pridobil svojih zakonitih 800 mSv, mu komaj dovolijo enoletni let, ker bo obstajala nevarnost preseganja omejitve.
„Drug dejavnik nevarnosti sevanja v vesolju, - pojasnjuje Vjačeslav Šuršakov, - je aktivnost Sonca, zlasti tako imenovane emisije protonov. V trenutku izmeta lahko astronavt na ISS v kratkem času prejme dodatnih 30 mSv. Dobro je, da se sončni protonski dogodki pojavljajo redko - 1-2 krat v 11-letnem ciklu sončne aktivnosti. Slabo je, da se ti procesi dogajajo stohastično, v naključnem vrstnem redu in jih je težko napovedati. Ne spomnim se takega, da bi nas naša znanost že vnaprej opozorila na bližnjo izpustitev. Običajno ni tako. Dozimetri na ISS nenadoma pokažejo povečanje ozadja, pokličemo strokovnjake na Soncu in prejmemo potrditev: da, naša zvezda je nenavadno aktivna. Zaradi teh nenadnih sončnih protonskih dogodkov nikoli ne vemo zagotovokakšno dozo bo astronavt prinesel s seboj s leta."
Delci, ki vas obnorejo
Težave s sevanjem posadk na Mars se bodo začele že na Zemlji. Ladjo, ki tehta 100 ali več ton, bo treba še dolgo pospeševati v zemeljski orbiti, del te poti pa bo minil znotraj sevalnih pasov. To niso več ure, ampak dnevi in tedni. Nadalje - preseganje magnetosfere in galaktičnega sevanja v prvotni obliki je veliko težkih nabitih delcev, katerih vpliv pod "dežnikom" Zemljinega magnetnega polja je malo čutiti.
"Težava je," pravi Vjačeslav Šuršakov, "da je bil vpliv delcev na kritične organe človeškega telesa (na primer živčni sistem) danes malo preučen. Morda bo sevanje astronavtu povzročilo, da bo izgubil spomin, povzročilo nenormalne vedenjske reakcije in agresijo. In zelo verjetno je, da ti učinki ne bodo odvisni od odmerka. Dokler se ne zbere dovolj podatkov o obstoju živih organizmov zunaj magnetnega polja Zemlje, je zelo tvegano odhajati na dolge vesoljske odprave."
Ko strokovnjaki za varstvo pred sevanjem predlagajo, da oblikovalci vesoljskih plovil povečajo biološko varnost, odgovorijo na na videz povsem racionalno vprašanje: »V čem je težava? Je kdo od kozmonavtov umrl zaradi sevalne bolezni? Na žalost doze sevanja, prejete na krovu niti zvezdnih ladij prihodnosti, vendar običajne doze ISS, čeprav ustrezajo standardom, sploh niso neškodljive. Iz nekega razloga se sovjetski kozmonavti nikoli niso pritoževali nad svojim vidom - očitno so se bali za svojo kariero, toda ameriški podatki jasno kažejo, da kozmično sevanje povečuje tveganje za sive mrene in motnost leč. Krvne preiskave astronavtov kažejo povečanje kromosomskih aberacij v limfocitih po vsakem vesoljskem letu, kar v medicini velja za tumorski marker. Na splošno je bilo sklenjeno, dada prejemanje dovoljenega odmerka 1 Sv v življenju skrajša življenje v povprečju za tri leta.
Lunina tveganja
Eden od "močnih" argumentov zagovornikov "lunine zarote" je trditev, da bi prehajanje sevalnega pasu in bivanje na Luni, kjer ni magnetnega polja, povzročilo neizogibno smrt astronavtov zaradi sevalne bolezni. Ameriški astronavti so resnično morali prečkati zemeljski sevalni pas - protonski in elektronski. A to se je zgodilo le nekaj ur in odmerki, ki so jih posadke Apolla prejemale med misijami, so se izkazali za pomembne, a primerljive s tistimi, ki so jih prejemali starodobniki ISS. »Seveda so imeli Američani srečo,« pravi Vjačeslav Šuršakov, »navsezadnje se med njihovimi leti ni zgodil niti en sončni protonski dogodek. Če bi se to zgodilo, bi astronavti prejeli podletalne doze - ne 30 mSv, ampak 3 Sv.
Navlažite si brisače
„Mi, strokovnjaki na področju varstva pred sevanji," pravi Vjačeslav Šuršakov, „vztrajamo, da se okrepi zaščita posadk. Na primer na ISS so najbolj ranljive kabine astronavtov, kjer počivajo. Tam ni dodatne mase in le nekaj milimetrov debela kovinska stena človeka loči od vesolja. Če to oviro zmanjšamo na vodni ekvivalent, sprejet v radiologiji, je le 1 cm vode. Za primerjavo: Zemljina atmosfera, pod katero se skrivamo pred sevanjem, ustreza 10 m vode. Pred kratkim smo predlagali zaščito kabin astronavtov z dodatno plastjo z vodo namočenih brisač in prtičkov, kar bi močno zmanjšalo učinke sevanja. Zdravila razvijajo za zaščito pred sevanjem, čeprav se na ISS še ne uporabljajo. Mogoče,v prihodnosti bomo lahko z uporabo medicinskih metod in genskega inženiringa izboljšali človeško telo, tako da bodo njegovi kritični organi bolj odporni na sevalne dejavnike. A v vsakem primeru lahko brez pozornosti znanosti na to težavo pozabimo na vesoljske polete na velike razdalje."
Oleg Makarov