Космонавтика

Автор - К.Зима. Оператор - А.Лебедь. Монтаж - С. Пастухов

В Институте медико-биологических проблем  ученые подводят итоги серии экспериментов по космической радиации - главному барьеру, который  удерживает человека возле Земли.  Эксперименты проводились  в течение нескольких лет на борту МКС.  Способы защиты  от радиации разрабатываются разные: от создания локального магнитного поля до использования при строительстве кораблей материалов с высокой радиационной стойкостью. Сегодня медики и космонавты уверены – преодоление радиации откроет для человечества дальний космос.

Заведующий отделом радиационной безопасности пилотируемых космических полётов ИМБП РАН Вячеслав Шуршаков поясняет: "Если выйти в открытый космос, где космонавта защищают только тонкие покровы скафандра, то радиация будет в пять раз больше. И в 1000 раз больше, чем на поверхности Земли, что создает определенные проблемы".

Пациенты института – люди здоровые, космонавты. Здесь человека не лечат, а изучают с первых дней космической эры. Космос для Homo Sapiens среда чуждая, и то, как космос может повлиять на организм, тогда, в 50-е , не знал никто. Да и сегодня — после полувека пилотируемой космонавтики — у докторов еще осталось много вопросов.

Один из главных – космическая радиация. Эта тема хорошо знакома военному врачу, летчику-космонавту, руководителю Центра пилотируемых программ ЦНИИмаш Олегу Котову. "Радиация – это бич, который больше всего нас привязывает к Земле. Не техника, не двигатели, не конструктив, не система обеспечения, а радиация, которая заставляет нас летать на низких околоземных орбитах. Решим эту проблему – полетим дальше", – подчеркивает он.

Главный специалист подразделения службы радиационной безопасности ИМБП РАН Ольга Иванова рассказывает: "Вот индивидуальная дозиметрическая сборка члена экипажа. Он носит ее постоянно при себе и с ней не расстается. Внутри чехла находится пластиковый контейнер, в котором находятся детекторы. В конце экспедиции считывается доза, полученная космонавтом за все время полета".

Исследованием радиации внутри МКС и в открытом космосе ученые занимаются уже несколько лет. Шар, который имитирует фигуру человека, называется "Матрёшкой". Правда, на деревянную куклу фантом совсем не похож, сходство только в многослойной конструкции. "Он состоит из нескольких слоев, чтобы разная глубина была. Каждый слой пронумерован, пронумерованы полости, сюда вкладываются детекторы", — поясняет Ольга Иванова.

Шар — излюбленная форма природы и, как ни парадоксально, еще и математическая модель человека. Диаметр — средний размер туловища, внутри на разной глубине — специальные датчики, как если бы их расположили внутри тела человека. Ольга Иванова поясняет: "Самые уязвимые – это костный мозг, там самая большая поражаемость и самый высокий риск неблагоприятных последствий. Также очень уязвима печень, а вот головной мозг достаточно стоек к воздействию радиации".

"Матрёшка" пожила практически во всех модулях станции. Оказалось, что уровень радиации в разных отсеках разный, а во время солнечной активности может повышаться в десятки раз. В такие периоды выход в открытый космос для космонавтов запрещён.

Однако высота МКС — 400 километров, станция находится под защитой магнитосферы Земли, которая как щит отклоняет высокоэнергетические частицы.

Еще в середине прошлого века американский астрофизик Ван Аллен установил, что на высоте от 800 километров до 24 тысяч километров над Землей простираются радиационные пояса, которые можно сравнить с сосудом. "Магнитное поле здесь играет двоякую роль. С одной стороны, оно защищает Землю и космонавтов на орбите от радиации, которая приходит извне. А с другой стороны само создает такие магнитные области – "бутылки", "бублики", — где повышенная область радиационного воздействия", — рассказывает заведующий отделом радиационной безопасности пилотируемых космических полётов ИМБП РАН Вячеслав Шуршаков.

Человека на Земле от космической радиации спасает ещё и атмосфера. Учёные подсчитали, что если сжать её, то, благодаря молекулам H2O, которые содержатся в воздухе, получится 10-метровый слой воды."Если лететь, скажем, к Марсу, а не на орбите Земли находиться, здесь возникает дополнительный фактор, связанный с так называемым "галактическим космическим излучением". В его состав входят тяжелые заряженные частицы, которые особым образом воздействуют на организм. У них высокая биологическая эффективность и высокий коэффициент качества. Речь идет даже не о дозе космического излучения, сколько о тех необычных, неизученных эффектах, которые могут произойти с человеческим организмом", — подчеркивает Вячеслав Шуршаков.

Главные источники опасного излучения в космосе — звезды вроде нашего Солнца и вспышки сверхновых, когда выделяется колоссальное количество энергии и образуются частицы или космические лучи, движущиеся с высокими скоростями, которые гуляют по Вселенной, пронизывая всё, что встречается на пути….

Заведующий лабораторией отдела астрофизики высоких энергий Института космических исследований Александр Лутовинов поясняет: "Космические лучи хоть и называются лучами, на самом деле не лучи, а потоки высокоэнергетичных частиц. Это могут быть протоны, электроны, могут быть ядра гелия и даже более тяжелых элементов. Но большинство — это протоны, альфа-частицы".

Но если для астрофизиков космические лучи — это информация о новых звёздах, пульсарах, о прошлом Вселенной, то для пилотируемой космонавтики, особенно если речь идет о будущих межпланетных перелётах, — коварный враг, от которого надо защищаться. "У них очень высокая проникающая способность — это раз. А еще они могут рождать вторичные лучи. Даже если поставили какую-то защиту в атмосфере, они же до Земли не доходят в прямом виде. Поэтому у нас здесь всё хорошо, мы и живем. Но они рождают вторичные лучи, которые взаимодействуют с атмосферой, и они идут на землю", — уточняет Александр Лутовинов.

Варианты защиты прорабатываются разные. Один из способов — создание на межпланетном корабле искусственного магнитного поля с помощью магнитных катушек, использование новых материалов для строительства кораблей, например, углепластика. Или создание внутри корабля специальных радиационных убежищ.

Академик РАМН, генерал-майор медицинской службы Игорь Ушаков сообщил: "Расчеты и чертежи таких убежищ есть, и с учетом новых материалов эти проекты постоянно совершенствуются. Это небольшой отсек межпланетного космического корабля, куда собираются члены экипажа в случае осложнения радиационной обстановки. Они там должны питаться, выполнять гигиенические процедуры в течение нескольких часов, а может, и нескольких суток".

Исследования по защите экипажа от опасностей космоса продолжаются. Каким бы космос враждебным ни был, учёные найдут способ защитить и отправить землян к другим планетам, потому что от любопытства человека защиты нет.