Физик рассказал как радиация влияет на космонавтов
Космонавты за сутки получают дозу радиации в 200 раз больше, чем человек на Земле. Если сравнивать с медицинским рентгенографическим исследованием, то окажется, что суточная доза радиации космонавта — 0,6 миллизиверта — это 5–6 сеансов обследования грудной клетки. На Земле естественный радиационный фон состоит в основном из гамма-излучения, в космосе — из заряженных частиц. Элементы таблицы Менделеева ускорены до десятков, сотен гигаэлектронвольтов, поэтому могут прошивать несколько метров толщины защитного покрытия.
Проводились исследования здоровья космонавтов, чтобы понять, болеют ли они раком чаще, чем остальные люди. Сделали вывод, что нет, но у этого исследования очень маленькая статистика: космонавтов не так много. Безусловно, радиация сокращает жизнь, потому что приводит к преждевременному старению организма. И чтобы космонавты оставались молодыми и здоровыми, придуманы нормативы облучения. В России это 1000 миллизиверт за всю жизнь, при этом за год космонавту разрешено получить не больше 200 миллизиверт.
С точки зрения современных нормативов постоянно находиться в космосе нельзя: предельную дозу радиации человек получит за 4 года (4 х 200 = 800 мЗв, еще 200 мЗв — это запас на непредвиденные обстоятельства). Космонавты-рекордсмены проводили в космосе около 850 суток. Если соблюдать все нормативы, за чем следит служба радиационной безопасности пилотируемых космических полетов, то жизнь космонавтов сократится не более чем на 2,5–3 года.
Стоит учесть, что уровень радиации в космосе непостоянный и меняется из-за солнечных протонных событий, которые увеличивают дозу облучения, полученную космонавтом. Текущие пилотируемые полеты проходят на низкой орбите (как говорят специалисты, на орбите со среднеширотным наклонением). Там под защитой магнитосферы доза от вспышек ослабляется в несколько сот раз, поэтому доза облучения за те сутки, когда происходит солнечное протонное событие, увеличивается максимум в 10–15 раз. Ситуация кардинально меняется, если мы находимся за пределами магнитосферы (примерно 10 радиусов Земли) или ближе к полюсам на низких широтах. В этих областях магнитосфера нас никак не защищает, солнечные вспышки начинают представлять реальную опасность, так как доза радиации возрастает в 200–300 раз по сравнению с невозмущенным периодом. Это вызывает ближайшие эффекты воздействия радиации: головокружение, тошноту, потерю аппетита, ухудшение работоспособности — для космонавта это опасное явление. К счастью, мощные вспышки достаточно редки — один-два раза за солнечный цикл (11 лет), и их максимальная продолжительность не превышает двух суток.
В разных отсеках космического корабля доза радиации различается, показания могут разниться даже внутри тела человека. Прежде всего нужно научиться контролировать уровень радиации: у космонавтов есть различные дозиметры, датчики, по которым можно получить информацию об облучении. В зависимости от солнечной активности мы рекомендуем экипажу находиться в тех отсеках космической станции, где доза радиации меньше, ― это отсеки, которые не выпирают из корпуса.
В службе радиационной безопасности пилотируемых космических полетов мы предложили защищать космонавтов, разместив на тонкую наружную стенку специальное изделие. Защитная шторка — это «матрас» с космическими салфетками — марлевой тканью, пропитанной водой и запаянной в полиэтиленовый мешок. Влажные салфетки заменяют душ космонавтам, их можно не просто складировать на станции, а использовать в качестве дополнительного слоя воды, который защищает космонавта от радиации в отсеках. Вода и полиэтиленовые пластины задерживают вторичные частицы — нейтроны, и доза радиации поглощается эффективнее.