Proteger la Tierra de la radiación del espacio. Fondo de radiación natural. Radiación cósmica

Uno de los principales factores biológicos negativos en el espacio exterior, junto con la ingravidez, es la radiación. Pero si la situación con la ingravidez es diferentes cuerpos sistema solar(por ejemplo, en la Luna o Marte) será mejor que en la ISS, luego con la radiación las cosas son más complicadas.

Según su origen, la radiación cósmica es de dos tipos. Consiste en galáctico. rayos cósmicos(GCR) y protones pesados ​​con carga positiva que emanan del Sol. Estos dos tipos de radiación interactúan entre sí. Durante los períodos de actividad solar, la intensidad de los rayos galácticos disminuye y viceversa. Nuestro planeta está protegido del viento solar por un campo magnético. A pesar de ello, algunas partículas cargadas llegan a la atmósfera. El resultado es un fenómeno conocido como aurora. Los GCR de alta energía casi no son retardados por la magnetosfera, pero no llegan a la superficie de la Tierra en cantidades peligrosas debido a su densa atmósfera. La órbita de la ISS se encuentra por encima de las densas capas de la atmósfera, pero dentro de los cinturones de radiación de la Tierra. Debido a esto, el nivel de radiación cósmica en la estación es mucho mayor que en la Tierra, pero significativamente menor que en el espacio exterior. En términos de sus propiedades protectoras, la atmósfera terrestre equivale aproximadamente a una capa de plomo de 80 centímetros.

La única fuente confiable de dosis de radiación que se puede recibir durante los vuelos espaciales de larga duración y en la superficie de Marte es el instrumento RAD del Mars Science Laboratory, más conocido como Curiosity. Para comprender qué tan precisos son los datos que recopila, miremos primero la ISS.

En septiembre de 2013, la revista Science publicó un artículo sobre los resultados de la herramienta RAD. Gráfico comparativo elaborado por el Jet Propulsion Laboratory de la NASA (una organización no asociada con experimentos realizados en la ISS, pero que trabaja con el instrumento RAD rover curiosidad), se indica que durante seis meses de estancia en la Tierra cercana estación espacial una persona recibe una dosis de radiación de aproximadamente 80 mSv (milisievert). Pero una publicación de la Universidad de Oxford de 2006 (ISBN 978-0-19-513725-5) afirma que un astronauta en la ISS recibe una media de 1 mSv al día, es decir, la dosis semestral debería ser de 180 mSv. Como resultado, vemos una enorme dispersión en las estimaciones del nivel de radiación en la órbita terrestre baja, estudiada durante mucho tiempo.

Los principales ciclos solares tienen una duración de 11 años y, dado que el GCR y el viento solar están interconectados, para realizar observaciones estadísticamente confiables es necesario estudiar los datos de radiación en diferentes partes del ciclo solar. Desafortunadamente, como se indicó anteriormente, todos los datos que tenemos sobre la radiación en el espacio exterior fueron recopilados en los primeros ocho meses de 2012 por MSL en su camino a Marte. A lo largo de los años acumuló información sobre la radiación en la superficie del planeta. Esto no significa que los datos sean incorrectos. Sólo hay que entender que sólo pueden reflejar las características de un período de tiempo limitado.

Los últimos datos de la herramienta RAD se publicaron en 2014. Según los científicos del Laboratorio de Propulsión a Chorro de la NASA, durante una estancia de seis meses en la superficie de Marte, una persona recibirá una dosis media de radiación de unos 120 mSv. Esta cifra está a medio camino entre las estimaciones inferior y superior de la dosis de radiación en la ISS. Durante el vuelo a Marte, si además dura seis meses, la dosis de radiación será de 350 mSv, es decir, entre 2 y 4,5 veces más que en la ISS. Durante su vuelo, MSL experimentó cinco erupciones solares de potencia moderada. No sabemos con certeza qué dosis de radiación recibirán los astronautas en la Luna, ya que durante el programa Apolo no se realizaron experimentos que estudiaran específicamente la radiación cósmica. Sus efectos se han estudiado sólo en combinación con los efectos de otros fenómenos negativos, como la influencia del polvo lunar. Sin embargo, se puede suponer que la dosis será mayor que en Marte, ya que la Luna no está protegida ni siquiera por una atmósfera débil, pero menor que en el espacio exterior, ya que una persona en la Luna será irradiada sólo "desde arriba" y “desde los lados”, pero no desde debajo de tus pies./

En conclusión, se puede señalar que la radiación es un problema que definitivamente requerirá solución en caso de colonización del Sistema Solar. Sin embargo, la creencia generalizada de que el entorno de radiación fuera de la magnetosfera de la Tierra no permite vuelos espaciales de larga duración simplemente no es cierta. Para un vuelo a Marte, será necesario instalar una capa protectora en todo el módulo residencial del complejo de vuelos espaciales o en un compartimento separado y especialmente protegido para "tormentas", en el que los astronautas pueden esperar a que pasen las lluvias de protones. Esto no significa que los desarrolladores tengan que utilizar complejos sistemas antirradiación. Para reducir significativamente el nivel de radiación, basta con un revestimiento aislante térmico, que se utiliza en los vehículos de descenso de naves espaciales para proteger contra el sobrecalentamiento al frenar en la atmósfera terrestre.

Incluso si los vuelos interplanetarios fueran una realidad, los científicos afirman cada vez más que cada vez más peligros acechan al cuerpo humano desde un punto de vista puramente biológico. Los expertos consideran que la fuerte radiación cósmica es uno de los principales peligros. En otros planetas, por ejemplo en Marte, esta radiación será tal que acelerará significativamente la aparición de la enfermedad de Alzheimer.

"La radiación cósmica representa una amenaza muy importante para los futuros astronautas. Hace tiempo que se reconoce la posibilidad de que la exposición a la radiación cósmica pueda provocar problemas de salud como el cáncer", afirma Kerry O'Banion, doctor en neurociencia de la centro medico en la Universidad de Rochester. "Nuestros experimentos también establecieron de forma fiable que la radiación fuerte también provoca una aceleración de los cambios en el cerebro asociados con la enfermedad de Alzheimer".

Según los científicos, todo el espacio exterior está literalmente impregnado de radiación, mientras que el grueso atmósfera terrestre protege nuestro planeta de ello. Los participantes en vuelos de corta duración a la ISS ya pueden sentir los efectos de la radiación, aunque formalmente se encuentran en órbita baja, donde la cúpula protectora de la gravedad de la Tierra todavía está operativa. La radiación es especialmente activa en aquellos momentos en que se producen llamaradas en el Sol con la posterior emisión de partículas de radiación.

Los científicos dicen que la NASA ya está trabajando estrechamente en varios enfoques relacionados con la protección de los humanos de la radiación espacial. La agencia espacial comenzó a financiar la “investigación sobre radiación” hace 25 años. Actualmente, una parte importante de las iniciativas en este ámbito está relacionada con la investigación sobre cómo proteger a los futuros marsonnautas de la dura radiación en el Planeta Rojo, donde no existe una cúpula atmosférica como la de la Tierra.

Los expertos ya dicen con una probabilidad muy alta que Radiación marciana provoca enfermedades oncológicas. Hay cantidades aún mayores de radiación cerca de los asteroides. Recordemos que la NASA planea una misión a un asteroide con participación humana para 2021 y a Marte a más tardar en 2035. Un viaje a Marte y de regreso, con algún tiempo allí, podría durar unos tres años.

Como dijo la NASA, ahora se ha demostrado que la radiación espacial provoca, además de cáncer, también enfermedades del sistema cardiovascular, musculoesquelético y endocrino. Ahora los expertos de Rochester han identificado otro vector de peligro: una investigación ha descubierto que altas dosis de radiación cósmica provocan enfermedades asociadas con la neurodegeneración, en particular, activan procesos que contribuyen al desarrollo de la enfermedad de Alzheimer. Los expertos también estudiaron cómo la radiación cósmica afecta al centro. sistema nervioso persona.

Basándose en experimentos, los expertos han establecido que las partículas radiactivas en el espacio tienen en su estructura núcleos de átomos de hierro, que tienen una capacidad de penetración fenomenal. Por eso es sorprendentemente difícil defenderse de ellos.

En la Tierra, investigadores simularon radiación cósmica en el Brookhaven estadounidense laboratorio nacional en Long Island, donde se encuentra un acelerador de partículas especial. A través de experimentos, los investigadores determinaron el período de tiempo durante el cual ocurre y progresa la enfermedad. Sin embargo, hasta ahora los investigadores han estado realizando experimentos con ratones de laboratorio, exponiéndolos a dosis de radiación comparables a las que recibirían las personas durante un vuelo a Marte. Después de los experimentos, casi todos los ratones sufrieron alteraciones en el funcionamiento del sistema cognitivo del cerebro. También se observaron alteraciones en el funcionamiento del sistema cardiovascular. Se han identificado en el cerebro focos de acumulación de beta-amiloide, una proteína que es un signo seguro de la inminente enfermedad de Alzheimer.

Los científicos dicen que aún no saben cómo combatir la radiación espacial, pero confían en que la radiación es un factor que merece la más seria atención a la hora de planificar futuros vuelos espaciales.

¿Quién no ha soñado con volar al espacio aun sabiendo qué es la radiación cósmica? Al menos vuela a la órbita de la Tierra o a la Luna, o mejor aún, más lejos, a algún Orión. De hecho, el cuerpo humano está muy poco adaptado a este tipo de viajes. Incluso cuando entran en órbita, los astronautas se enfrentan a muchos peligros que amenazan su salud y, en ocasiones, su vida. Todos vieron la serie de culto " viaje a las estrellas". Uno de los maravillosos personajes allí dio una descripción muy precisa de un fenómeno como la radiación cósmica. “Estos son peligros y enfermedades en la oscuridad y el silencio”, dijo Leonard McCoy, también conocido como Bony, también conocido como Quiropráctico. Es muy difícil ser más preciso. Radiación cósmica mientras viaja hará que una persona se canse, se debilite, se enferme y sufra depresión.

Sentimientos en vuelo

El cuerpo humano no está adaptado a la vida en un espacio sin aire, ya que la evolución no incluyó tales habilidades en su arsenal. Se han escrito libros sobre esto, la medicina estudia en detalle este tema, se han creado centros en todo el mundo para estudiar los problemas de la medicina en el espacio, en condiciones extremas, a gran altura. Por supuesto, es divertido ver a un astronauta sonreír en la pantalla mientras flota en el aire. varios artículos. De hecho, su expedición es mucho más seria y está plagada de consecuencias de lo que le parece a un habitante común de la Tierra, y no es solo la radiación cósmica la que crea problemas.

A petición de periodistas, astronautas, ingenieros, científicos que han experimentado de primera mano todo lo que le sucede al hombre en el espacio, hablaron sobre la secuencia de diversas sensaciones nuevas en un entorno creado artificialmente y ajeno al cuerpo. Literalmente diez segundos después del inicio del vuelo, una persona desprevenida pierde el conocimiento porque aumenta la aceleración de la nave espacial, separándola del complejo de lanzamiento. Una persona todavía no siente los rayos cósmicos con tanta fuerza como en el espacio exterior: la radiación es absorbida por la atmósfera de nuestro planeta.

Problemas importantes

Pero también hay suficientes sobrecargas: una persona se vuelve cuatro veces más pesada que su propio peso, literalmente es presionada contra una silla, es difícil incluso mover el brazo. Todo el mundo ha visto estas sillas especiales, por ejemplo, en la nave espacial Soyuz. Pero no todos entendieron por qué el astronauta tenía una pose tan extraña. Sin embargo, es necesario porque las sobrecargas envían casi toda la sangre del cuerpo a las piernas y el cerebro se queda sin suministro de sangre, por lo que se producen desmayos. Pero una silla inventada en la Unión Soviética ayuda a evitar al menos este problema: la posición con las piernas levantadas obliga a la sangre a suministrar oxígeno a todas las partes del cerebro.

Diez minutos después del inicio del vuelo, la falta de gravedad hará que una persona casi pierda el sentido del equilibrio, la orientación y la coordinación en el espacio; es posible que ni siquiera pueda seguir los objetos en movimiento; Siente náuseas y vomita. Los rayos cósmicos pueden causar lo mismo: la radiación aquí ya es mucho más fuerte, y si hay una eyección de plasma al sol, la amenaza para la vida de los astronautas en órbita es real, incluso los pasajeros de las aerolíneas pueden sufrir durante un vuelo a altura. Se producen cambios en la visión, hinchazón y cambios en la retina de los ojos. globo del ojo deformado. Una persona se debilita y no puede completar las tareas que se le asignan.

Acertijos

Sin embargo, de vez en cuando la gente siente una alta radiación cósmica en la Tierra, y para ello no necesariamente tienen que viajar al espacio exterior. Nuestro planeta es bombardeado constantemente por rayos de origen cósmico y los científicos sugieren que nuestra atmósfera no siempre proporciona suficiente protección. Existen muchas teorías que otorgan a estas partículas energéticas un poder que limita mucho las posibilidades de que los planetas tengan vida en ellas. En muchos sentidos, la naturaleza de estos rayos cósmicos sigue siendo un misterio insoluble para nuestros científicos.

Las partículas cargadas subatómicas en el espacio se mueven casi a la velocidad de la luz, ya se han registrado varias veces en satélites, e incluso en estos núcleos. elementos quimicos, protones, electrones, fotones y neutrinos. También es posible que en el ataque de la radiación cósmica puedan estar presentes partículas, pesadas y superpesadas. Si pudieran ser encontrados, estaría permitido. toda una serie contradicciones en las observaciones cosmológicas y astronómicas.

Atmósfera

¿Qué nos protege de la radiación cósmica? Sólo nuestra atmósfera. Los rayos cósmicos, que amenazan con la muerte de todos los seres vivos, chocan en él y generan corrientes de otras partículas, inofensivas, incluidos los muones, parientes mucho más pesados ​​​​de los electrones. Todavía existe un peligro potencial, ya que algunas partículas alcanzan la superficie de la Tierra y penetran muchas decenas de metros en sus profundidades. El nivel de radiación que recibe cualquier planeta indica su idoneidad o no para la vida. La alta energía que transportan los rayos cósmicos supera con creces la radiación de su propia estrella, porque la energía de los protones y fotones, por ejemplo, de nuestro Sol, es menor.

Y con la vida alta es imposible. En la Tierra esta dosis está controlada por la fuerza. campo magnético planeta y el espesor de la atmósfera, reducen significativamente el peligro de radiación cósmica. Por ejemplo, en Marte bien podría haber vida, pero allí la atmósfera es insignificante, no existe un campo magnético propio y, por tanto, no hay protección contra los rayos cósmicos que penetran todo el espacio. El nivel de radiación en Marte es enorme. Y la influencia de la radiación cósmica en la biosfera del planeta es tal que toda la vida en ella muere.

¿Qué es más importante?

Tenemos suerte, tenemos una atmósfera espesa que envuelve la Tierra y nuestro propio campo magnético bastante poderoso que absorbe las partículas dañinas que llegan a la corteza terrestre. Me pregunto de quién es la protección del planeta más activa: ¿la atmósfera o el campo magnético? Los investigadores están experimentando creando modelos de planetas, proporcionándoles o no un campo magnético. Y el campo magnético en sí difiere en intensidad entre estos modelos de planetas. Anteriormente, los científicos estaban seguros de que era la principal protección contra la radiación cósmica, ya que controlaban su nivel en la superficie. Sin embargo, se descubrió que la cantidad de radiación está determinada en mayor medida por el espesor de la atmósfera que recubre el planeta.

Si se “apaga” el campo magnético de la Tierra, la dosis de radiación sólo se duplicará. Esto es mucho, pero incluso para nosotros tendrá un efecto bastante insignificante. Y si abandonamos el campo magnético y eliminamos la atmósfera en una décima parte de su cantidad total, entonces la dosis mortal aumentará en dos órdenes de magnitud. Una terrible radiación cósmica matará a todo y a todos en la Tierra. Nuestro Sol es una estrella enana amarilla y es a su alrededor donde los planetas se consideran los principales candidatos a la habitabilidad. Estas estrellas son relativamente tenues, hay muchas, alrededor del ochenta por ciento de ellas. número total estrellas en nuestro Universo.

Espacio y evolución

Los teóricos han calculado que los planetas que orbitan alrededor de enanas amarillas, que se encuentran en zonas propicias para la vida, tienen campos magnéticos mucho más débiles. Esto es especialmente cierto en el caso de las llamadas supertierras, grandes planetas rocosos con una masa diez veces mayor que la de nuestra Tierra. Los astrobiólogos confiaban en que los campos magnéticos débiles reducían significativamente las posibilidades de habitabilidad. Y ahora nuevos descubrimientos sugieren que este no es un problema de tan gran escala como la gente solía pensar. Lo principal sería el ambiente.

Los científicos están estudiando exhaustivamente el efecto del aumento de la radiación en los organismos vivos existentes: animales y diversas plantas. La investigación relacionada con la radiación implica exponerlos a la radiación en diversos grados, de pequeño a extremo, y luego determinar si sobrevivirán y qué tan diferentes se sentirán si sobreviven. Los microorganismos afectados por una radiación que aumenta gradualmente pueden mostrarnos cómo se produjo la evolución en la Tierra. Fueron los rayos cósmicos y su alta radiación los que una vez obligaron al futuro hombre a bajarse de la palmera y estudiar el espacio. Y la humanidad nunca más volverá a los árboles.

Radiación cósmica 2017

A principios de septiembre de 2017, todo nuestro planeta estaba enormemente alarmado. El sol expulsó repentinamente toneladas de material solar después de que dos grandes grupos se fusionaran manchas oscuras. Y esta emisión estuvo acompañada de llamaradas de clase X, que obligaron al campo magnético del planeta a desgastarse literalmente. Siguió una gran tormenta magnética que provocó enfermedades en muchas personas, además de enfermedades extremadamente raras y casi sin precedentes. fenómenos naturales en la Tierra. Por ejemplo, cerca de Moscú y Novosibirsk se registraron potentes imágenes de la aurora boreal que nunca se habían visto en estas latitudes. Sin embargo, la belleza de tales fenómenos no eclipsó las consecuencias de una mortal erupción solar que impregnó el planeta con radiación cósmica, que resultó ser verdaderamente peligrosa.

Su potencia estaba cerca del máximo, X-9.3, donde la letra es la clase (flash extremadamente grande) y el número es la intensidad del flash (de diez posibles). Junto con esta liberación, hubo una amenaza de falla de los sistemas de comunicación espacial y de todos los equipos a bordo. Los astronautas se vieron obligados a esperar a que pasara este flujo de terrible radiación cósmica transportada por los rayos cósmicos en un refugio especial. La calidad de las comunicaciones durante estos dos días se deterioró significativamente tanto en Europa como en América, precisamente hacia donde se dirigía el flujo de partículas cargadas desde el espacio. Aproximadamente un día antes de que las partículas alcanzaran la superficie de la Tierra, se emitió una advertencia sobre la radiación cósmica, que sonó en todos los continentes y en todos los países.

poder del sol

La energía que emite nuestra estrella al espacio circundante es realmente enorme. En pocos minutos, muchos miles de millones de megatones, calculados en equivalente de TNT, vuelan al espacio. La humanidad sólo podrá producir tanta energía al ritmo actual dentro de un millón de años. Sólo una quinta parte de la energía total emitida por el Sol por segundo. ¡Y esta es nuestra pequeña y no demasiado sexy enana! Si te imaginas cuánta energía destructiva producen otras fuentes de radiación cósmica, junto a las cuales nuestro Sol parecerá un grano de arena casi invisible, te dará vueltas la cabeza. ¡Qué bendición que tengamos un buen campo magnético y una excelente atmósfera que nos impiden morir!

Las personas están expuestas a ese peligro todos los días, ya que la radiación radiactiva en el espacio nunca se agota. De ahí viene a nosotros mayoría Radiación: de agujeros negros y de cúmulos de estrellas. Es capaz de matar con una gran dosis de radiación, y con una pequeña dosis puede convertirnos en mutantes. Sin embargo, también debemos recordar que la evolución en la Tierra se produjo gracias a tales flujos; la radiación cambió la estructura del ADN al estado que vemos hoy. Si pasamos por esta “medicina”, es decir, si la radiación emitida por las estrellas supera los niveles permisibles, los procesos serán irreversibles. Después de todo, si las criaturas mutan, no volverán a su estado original; aquí no hay ningún efecto inverso. Por lo tanto, nunca más veremos aquellos organismos vivos que estuvieron presentes en la vida recién nacida en la Tierra. Cualquier organismo intenta adaptarse a los cambios que ocurren en ambiente. O muere o se adapta. Pero no hay vuelta atrás.

La ISS y la erupción solar

Cuando el Sol nos saludó con una corriente de partículas cargadas, la ISS estaba pasando entre la Tierra y la estrella. Los protones de alta energía liberados durante la explosión crearon una radiación de fondo completamente indeseable dentro de la estación. Estas partículas penetran absolutamente cualquier astronave. Sin embargo, esta radiación no afectó a la tecnología espacial, ya que el impacto fue potente, pero demasiado breve para desactivarla. Sin embargo, la tripulación estuvo escondida en un refugio especial todo este tiempo, porque el cuerpo humano es mucho más vulnerable. tecnología moderna. No hubo una sola llamarada, vinieron en una serie entera, y todo comenzó el 4 de septiembre de 2017, para sacudir el cosmos con una emisión extrema el 6 de septiembre. En los últimos doce años todavía no se ha observado un flujo más fuerte en la Tierra. La nube de plasma expulsada por el Sol alcanzó la Tierra mucho antes de lo previsto, lo que significa que la velocidad y potencia del flujo superó en una vez y media lo esperado. En consecuencia, el impacto en la Tierra fue mucho más fuerte de lo esperado. La nube se adelantó doce horas a todos los cálculos de nuestros científicos y, en consecuencia, perturbó aún más el campo magnético del planeta.

El poder de la tormenta magnética resultó ser cuatro de cinco posibles, es decir, diez veces mayor de lo esperado. En Canadá también se observaron auroras incluso en latitudes medias, como en Rusia. Se produjo una tormenta magnética planetaria en la Tierra. ¡Puedes imaginar lo que estaba pasando allí en el espacio! La radiación es el peligro más importante de todos los que existen allí. Se necesita protección inmediata tan pronto como la nave espacial abandone la atmósfera superior y deje campos magnéticos muy por debajo. Corrientes de partículas cargadas y descargadas (radiación) impregnan constantemente el espacio. Nos esperan las mismas condiciones en cualquier planeta del sistema solar: no hay campo magnético ni atmósfera en nuestros planetas.

Tipos de radiación

En el espacio, las radiaciones ionizantes se consideran las más peligrosas. Esta es la radiación gamma y los rayos X del Sol, estas son partículas que vuelan detrás de la cromosfera. llamaradas solares, se trata de rayos cósmicos extragalácticos, galácticos y solares, viento solar, protones y electrones de los cinturones de radiación, partículas alfa y neutrones. También hay radiación no ionizante: ultravioleta y radiación infrarroja del sol, esto radiación electromagnética Y luz visible. No hay gran peligro en ellos. Estamos protegidos por la atmósfera y el astronauta está protegido por un traje espacial y el revestimiento de la nave.

Las radiaciones ionizantes causan daños irreparables. Este es un efecto nocivo en todos los procesos vitales que ocurren en el cuerpo humano. Cuando una partícula o fotón de alta energía atraviesa una sustancia en su camino, forma un par de partículas cargadas llamadas iones como resultado de la interacción con esta sustancia. Esto afecta incluso a la materia no viva, y la materia viva reacciona con mayor violencia, ya que la organización de células altamente especializadas requiere renovación, y este proceso ocurre dinámicamente mientras el organismo está vivo. Y cuanto mayor es el nivel de desarrollo evolutivo del organismo, más irreversible se vuelve el daño por radiación.

Protección radiológica

Los científicos buscan este tipo de herramientas en la mayoría de los casos. diferentes áreas ciencia moderna, incluso en farmacología. Hasta ahora ninguna droga resultados efectivos no funciona y las personas expuestas a la radiación siguen muriendo. Se llevan a cabo experimentos con animales tanto en la Tierra como en el espacio. Lo único que quedó claro fue que cualquier medicamento debe ser tomado por una persona antes del inicio de la radiación, y no después.

Y si tenemos en cuenta que todos estos medicamentos son tóxicos, podemos suponer que la lucha contra los efectos de la radiación aún no ha conducido a ninguna victoria. Incluso si se toman a tiempo, los agentes farmacológicos brindan protección sólo contra la radiación gamma y los rayos X, pero no protegen contra radiación ionizante protones, partículas alfa y neutrones rápidos.

El concepto de radiación solar se conoce desde hace bastante tiempo. Como han demostrado numerosos estudios, no siempre es responsable del aumento del nivel de ionización del aire.

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Radiación cósmica: ¿verdad o mito?

Los rayos cósmicos son radiaciones producidas por explosiones. supernova, y también como consecuencia de reacciones termonucleares en el Sol. La diferente naturaleza del origen de los rayos también afecta a sus características básicas. Los rayos cósmicos que penetran desde el espacio fuera de nuestro sistema solar se pueden dividir en dos tipos: galácticos e intergalácticos. Última vista Sigue siendo el menos estudiado, ya que la concentración de radiación primaria en él es mínima. Eso es significado especial La radiación intergaláctica no, ya que está completamente neutralizada en nuestra atmósfera.

Desafortunadamente, poco se puede decir sobre los rayos que nos llegaron desde nuestra galaxia llamados vía Láctea. A pesar de que su tamaño supera los 10.000 años luz, cualquier cambio en el campo de radiación en un extremo de la galaxia repercutirá inmediatamente en el otro.

Los peligros de la radiación del espacio

La radiación cósmica directa es destructiva para un organismo vivo, por lo que su influencia es extremadamente peligrosa para los humanos. Afortunadamente, nuestra Tierra está protegida de manera confiable de estos extraterrestres por una densa cúpula de la atmósfera. Sirve como una excelente protección para toda la vida en la Tierra, ya que neutraliza la radiación cósmica directa. Pero no del todo. Cuando choca con el aire, se descompone en partículas más pequeñas de radiación ionizante, cada una de las cuales reacciona individualmente con sus átomos. Así, la radiación de alta energía procedente del espacio se debilita y forma radiación secundaria. Al mismo tiempo, pierde su letalidad: el nivel de radiación se vuelve aproximadamente el mismo que el de los rayos X. Pero no se alarme: esta radiación desaparece por completo a medida que atraviesa la atmósfera terrestre. Cualesquiera que sean las fuentes de los rayos cósmicos y el poder que tengan, el peligro para una persona que se encuentra en la superficie de nuestro planeta es mínimo. Sólo puede causar daños tangibles a los astronautas. Están expuestos a la radiación cósmica directa, ya que no cuentan con protección natural en forma de atmósfera.

La energía liberada por los rayos cósmicos afecta principalmente al campo magnético de la Tierra. Las partículas ionizantes cargadas literalmente lo bombardean y provocan las más bellas fenómeno atmosférico— . Pero eso no es todo: las partículas radiactivas, debido a su naturaleza, pueden provocar fallos de funcionamiento en diversos componentes electrónicos. Y si en el siglo pasado esto no causaba mucho malestar, en nuestro tiempo es un problema muy grave, ya que la mayoría aspectos importantes vida moderna.

Los humanos también somos susceptibles a estos visitantes procedentes del espacio, aunque el mecanismo de acción de los rayos cósmicos es muy específico. Las partículas ionizadas (es decir, radiación secundaria) afectan el campo magnético de la Tierra, provocando tormentas en la atmósfera. Todo el mundo sabe que el cuerpo humano está formado por agua, que es muy susceptible a las vibraciones magnéticas. Así, la radiación cósmica afecta al sistema cardiovascular y provoca problemas de salud en personas sensibles al clima. Esto es, por supuesto, desagradable, pero no fatal.

¿Qué protege a la Tierra de la radiación solar?

El Sol es una estrella en cuyas profundidades se producen constantemente diversas reacciones termonucleares, que van acompañadas de fuertes emisiones de energía. Estas partículas cargadas se llaman viento solar y tienen una fuerte influencia en nuestra Tierra, o más bien en su campo magnético. Es con él que interactúan las partículas ionizadas, que forman la base del viento solar.

De acuerdo a las últimas investigaciones Según científicos de todo el mundo, la capa de plasma de nuestro planeta desempeña un papel especial en la neutralización del viento solar. Esto sucede de la siguiente manera: radiación solar choca con el campo magnético de la Tierra y se disipa. Cuando hay demasiado, la capa de plasma recibe el golpe y se produce un proceso de interacción similar a un cortocircuito. La consecuencia de tal lucha puede ser grietas en el escudo protector. Pero la naturaleza también lo ha previsto: corrientes de plasma frío se elevan desde la superficie de la Tierra y se precipitan hacia lugares con protección debilitada. Así, el campo magnético de nuestro planeta refleja el impacto del espacio.

Pero vale la pena señalar el hecho de que la radiación solar, a diferencia de la radiación cósmica, todavía llega a la Tierra. Al mismo tiempo, no debes preocuparte en vano, porque en esencia esta es la energía del Sol, que debería caer sobre la superficie de nuestro planeta en un estado disperso. Por tanto, calienta la superficie de la Tierra y ayuda a que se desarrolle la vida en ella. Así, conviene distinguir claramente diferentes tipos radiación, porque algunos de ellos no sólo no tienen impacto negativo, pero también necesario para el funcionamiento normal de los organismos vivos.

Sin embargo, en la Tierra no todas las sustancias son igualmente susceptibles a radiación solar. Hay superficies que lo absorben más que otras. Se trata, por regla general, de superficies subyacentes con un nivel mínimo de albedo (la capacidad de reflejar la radiación solar): tierra, bosque, arena.

Por tanto, la temperatura en la superficie de la Tierra, así como la duración de las horas de luz, dependen directamente de la cantidad de radiación solar absorbida por la atmósfera. Me gustaría decir que la mayor parte de la energía todavía llega a la superficie de nuestro planeta, porque envoltura de aire La Tierra sirve como barrera únicamente para los rayos del espectro infrarrojo. Pero los rayos UV sólo se neutralizan parcialmente, lo que provoca algunos problemas en la piel de personas y animales.

La influencia de la radiación solar en el cuerpo humano.

Cuando se expone a los rayos del espectro infrarrojo de la radiación solar, se manifiesta claramente un efecto térmico. Promueve la vasodilatación, estimula el sistema cardiovascular y activa la respiración de la piel. Como resultado, los principales sistemas del cuerpo se relajan y aumenta la producción de endorfinas (hormonas de la felicidad), que tienen efectos analgésicos y antiinflamatorios. El calor también afecta los procesos metabólicos, activando el metabolismo.

La radiación luminosa procedente de la radiación solar tiene un importante efecto fotoquímico que activa importantes procesos en los tejidos. Este tipo de radiación solar permite a una persona utilizar uno de los sistemas táctiles más importantes del mundo exterior: la visión. Son estos cuantos los que deberíamos agradecer por el hecho de que vemos todo en color.

Factores de influencia importantes

La radiación solar infrarroja también estimula actividad cerebral y es responsable de la salud mental humana. También es importante que este tipo de energía solar afecte a nuestros ritmos biológicos, es decir, las fases trabajo activo y dormir.

Sin partículas de luz, muchos procesos vitales estarían en riesgo, lo que podría conducir al desarrollo de diversas enfermedades, como el insomnio y la depresión. Además, con un contacto mínimo con la radiación de la luz solar, la capacidad de trabajo de una persona se reduce significativamente y la mayoría de los procesos del cuerpo se ralentizan.

La radiación ultravioleta es bastante útil para nuestro organismo, ya que también desencadena procesos inmunológicos, es decir, estimula fuerzas protectoras cuerpo. También es necesario para la producción de porfirita, un análogo de la clorofila vegetal presente en nuestra piel. Sin embargo, el exceso de rayos UV puede provocar quemaduras, por lo que es muy importante saber protegerse adecuadamente de estos durante los periodos de máxima actividad solar.

Como ves, los beneficios de la radiación solar para nuestro organismo son innegables. Mucha gente está muy preocupada por si los alimentos absorben este tipo de radiación y si es peligroso comer alimentos contaminados. Repito: la energía solar no tiene nada que ver con la cósmica o radiación atómica, lo que significa que no hay por qué tenerle miedo. Y sería inútil evitarlo... Nadie ha buscado todavía una manera de escapar del Sol.

La órbita de la Estación Espacial Internacional se ha elevado varias veces y su altitud ahora supera los 400 km. Esto se hizo para alejar el laboratorio volador de las densas capas de la atmósfera, donde las moléculas de gas todavía ralentizan notablemente el vuelo y la estación pierde altura. Para no ajustar la órbita con demasiada frecuencia, sería bueno elevar la estación aún más, pero esto no se puede hacer. El cinturón de radiación inferior (de protones) comienza aproximadamente a 500 km de la Tierra. Un vuelo largo dentro de cualquiera de los cinturones de radiación (y hay dos) será desastroso para las tripulaciones.

Cosmonauta-liquidador

Sin embargo, no se puede decir que a la altitud a la que vuela actualmente la ISS no existan problemas de seguridad radiológica. En primer lugar, en la región del Atlántico Sur existe la llamada anomalía magnética brasileña o del Atlántico Sur. Aquí el campo magnético de la Tierra parece hundirse, y con ello el cinturón de radiación inferior aparece más cerca de la superficie. Y la ISS todavía lo toca, volando en esta zona.

En segundo lugar, una persona en el espacio está amenazada por la radiación galáctica: una corriente de partículas cargadas que se precipitan desde todas direcciones y a una velocidad enorme, generada por explosiones de supernovas o la actividad de púlsares, quásares y otros cuerpos estelares anómalos. Algunas de estas partículas son retenidas por el campo magnético de la Tierra (que es uno de los factores en la formación de cinturones de radiación), mientras que la otra parte pierde energía en colisiones con moléculas de gas en la atmósfera. Algo llega a la superficie de la Tierra, por lo que un pequeño fondo radiactivo está presente en absolutamente todas partes de nuestro planeta. En promedio, una persona que vive en la Tierra y no tiene contacto con fuentes de radiación recibe una dosis de 1 milisievert (mSv) al año. Un astronauta en la ISS gana entre 0,5 y 0,7 mSv. ¡A diario!

Los cinturones de radiación de la Tierra son regiones de la magnetosfera en las que se acumulan partículas cargadas de alta energía. El cinturón interior está formado principalmente por protones, el exterior por electrones. En 2012, un satélite de la NASA descubrió otro cinturón que se encuentra entre los dos conocidos.

“Se puede hacer una comparación interesante”, afirma Vyacheslav Shurshakov, jefe del departamento de seguridad radiológica de los cosmonautas del Instituto de Problemas Médicos y Biológicos de la Academia de Ciencias de Rusia, candidato de ciencias físicas y matemáticas. — Se considera que la dosis anual permitida para un empleado de una central nuclear es de 20 mSv, es decir, 20 veces más de lo que recibe. persona ordinaria. Para los especialistas en respuesta a emergencias, estas personas especialmente capacitadas, la dosis máxima anual es de 200 mSv. Esto ya es 200 veces más comparado con la dosis habitual y... casi lo mismo que recibe un astronauta después de trabajar durante un año en la ISS”.

Actualmente, la medicina ha establecido un límite máximo de dosis que no se puede superar durante la vida de una persona para evitar problemas serios con salud. Esto es 1000 mSv o 1 Sv. Así, incluso un trabajador de una central nuclear con sus estándares puede trabajar tranquilamente durante cincuenta años sin preocuparse por nada. El astronauta agotará su límite en apenas cinco años. Pero incluso después de volar durante cuatro años y haber alcanzado los 800 mSv legales, es poco probable que se le permita realizar un nuevo vuelo de un año de duración, porque existirá el riesgo de superar el límite.

“Otro factor de riesgo de radiación en el espacio”, explica Viacheslav Shurshakov, “es la actividad del Sol, especialmente las llamadas emisiones de protones. En el momento de la expulsión, un astronauta en la ISS puede recibir 30 mSv adicionales en poco tiempo. Es bueno que los eventos de protones solares ocurran raramente: 1 o 2 veces durante el ciclo de actividad solar de 11 años. Lo malo es que estos procesos ocurren de forma estocástica, en un orden aleatorio, y son difíciles de predecir. No recuerdo tal cosa que nuestra ciencia nos hubiera advertido de antemano sobre la inminente liberación. Normalmente las cosas son diferentes. Los dosímetros de la ISS muestran de repente un aumento en el fondo, llamamos a los especialistas solares y recibimos la confirmación: sí, se observa una actividad anómala en nuestra estrella. Precisamente debido a estos repentinos eventos de protones solares, nunca sabemos exactamente qué dosis traerá un astronauta del vuelo”.

Partículas que te vuelven loco

Los problemas de radiación para las tripulaciones que viajan a Marte comenzarán en la Tierra. Una nave que pese 100 toneladas o más tendrá que acelerar durante mucho tiempo en la órbita terrestre baja y parte de esta trayectoria pasará por el interior de los cinturones de radiación. Ya no son horas, sino días y semanas. A continuación, salen más allá de la magnetosfera y la radiación galáctica en su forma primordial, muchas partículas cargadas pesadas, cuyo impacto se siente poco bajo el "paraguas" del campo magnético de la Tierra.

“El problema es que hoy en día se ha estudiado poco el efecto de las partículas en órganos críticos del cuerpo humano (por ejemplo, el sistema nervioso), dice Viacheslav Shurshakov. Quizás la radiación provoque pérdida de memoria en el astronauta, reacciones de comportamiento anormales y agresión. Y es muy probable que estos efectos no estén ligados a una dosis específica. Hasta que no se hayan acumulado suficientes datos sobre la existencia de organismos vivos fuera del campo magnético de la Tierra, realizar expediciones espaciales de larga duración es muy arriesgado”.

Cuando los especialistas en seguridad radiológica sugieren a los diseñadores astronave Para fortalecer la bioseguridad, responden con una pregunta aparentemente completamente racional: “¿Cuál es el problema? ¿Alguno de los astronautas murió a causa de la enfermedad por radiación? Desafortunadamente, las dosis de radiación recibidas a bordo, no incluso de las naves espaciales del futuro, sino de la conocida ISS, aunque cumplen con los estándares, no son en absoluto inofensivas. Por alguna razón, los cosmonautas soviéticos nunca se quejaron de su vista; aparentemente, temían por sus carreras, pero los datos estadounidenses muestran claramente que la radiación espacial aumenta el riesgo de cataratas y opacidad del cristalino. Los estudios de sangre de los astronautas demuestran un aumento de las aberraciones cromosómicas en los linfocitos después de cada vuelo espacial, que en medicina se considera un marcador tumoral. En general, se concluyó que recibir una dosis permitida de 1 Sv durante la vida acorta la vida en promedio tres años.

Riesgos lunares

Uno de los argumentos "fuertes" de los partidarios de la "conspiración lunar" es la afirmación de que cruzar los cinturones de radiación y estar en la Luna, donde no hay campo magnético, provocaría la muerte inevitable de los astronautas por enfermedad por radiación. astronautas americanos De hecho, tuvimos que cruzar los cinturones de radiación de la Tierra: el de protones y el de electrones. Pero esto ocurrió en apenas unas horas, y las dosis recibidas por las tripulaciones del Apolo durante las misiones resultaron ser significativas, pero comparables a las recibidas por los residentes de la ISS desde hace mucho tiempo. “Por supuesto, los estadounidenses tuvieron suerte”, dice Viacheslav Shurshakov, “porque durante sus vuelos no se produjo ni un solo evento de protones solares. Si esto hubiera sucedido, los astronautas habrían recibido dosis subletales: no 30 mSv, sino 3 Sv.

¡Moja tus toallas!

“Nosotros, los expertos en el campo de la seguridad radiológica”, afirma Viacheslav Shurshakov, “insistimos en que se refuerce la protección de las tripulaciones. Por ejemplo, en la ISS las cabinas de los astronautas, donde descansan, son las más vulnerables. No hay masa adicional, y de espacio exterior La persona está separada sólo por una pared metálica de unos pocos milímetros de espesor. Si reducimos esta barrera al equivalente de agua aceptado en radiología, queda sólo 1 cm de agua. A modo de comparación: la atmósfera terrestre, bajo la cual nos protegemos de la radiación, equivale a 10 m de agua. Recientemente propusimos proteger las cabinas de los astronautas con una capa adicional de toallas y servilletas empapadas en agua, lo que reduciría en gran medida los efectos de la radiación. Se están desarrollando medicamentos para proteger contra la radiación, aunque todavía no se utilizan en la ISS. Quizás en el futuro, utilizando la medicina y la ingeniería genética, podamos mejorar el cuerpo humano para que sus órganos críticos sean más resistentes a los factores de radiación. Pero en cualquier caso, sin una atención científica cercana a este problema, los vuelos espaciales de larga distancia pueden caer en el olvido”.