Mitä on kosminen säteily? Lähteet, vaara

Sisällysluettelo:

Mitä on kosminen säteily? Lähteet, vaara
Mitä on kosminen säteily? Lähteet, vaara
Anonim

Kuka ei olisi haaveillut lentää avaruuteen, vaikka tietäisi mitä kosminen säteily on? Ainakin lentää Maan kiertoradalle tai Kuuhun, tai vielä parempi - kauemmaksi, jollekin Orionille. Itse asiassa ihmiskeho on hyvin vähän sopeutunut sellaiseen matkustamiseen. Jopa lentäessään kiertoradalle astronautit kohtaavat monia vaaroja, jotka uhkaavat heidän terveyttään ja joskus jopa henkeä. Kaikki katsoivat kulttitelevisiosarjaa Star Trek. Yksi siellä olevista upeista hahmoista antoi erittäin tarkan kuvauksen sellaisesta ilmiöstä kuin kosminen säteily. "Nämä ovat vaaroja ja sairauksia pimeydessä ja hiljaisuudessa", sanoi Leonard McCoy, eli Bones, eli Bonesaw. On erittäin vaikeaa olla tarkempi. Kosminen säteily matkalla tekee ihmisen väsyneeksi, heikoksi, sairaaksi, kärsii masennuksesta.

Kuva
Kuva

Tunteet lennolla

Ihmiskeho ei ole sopeutunut elämään tyhjiössä, koska evoluutio ei sisällyttänyt sellaisia kykyjä arsenaaliinsa. Siitäkirjoja on kirjoitettu, lääketiede tutkii tätä asiaa yksityiskohtaisesti, kaikkialle maailmaan on luotu keskuksia, jotka tutkivat lääketieteen ongelmia avaruudessa, äärimmäisissä olosuhteissa, korkeissa korkeuksissa. On tietysti hauska seurata astronautin hymyilemistä näytöllä, jonka ympärillä erilaisia esineitä leijuu ilmassa. Itse asiassa hänen retkikuntansa on paljon vakavampi ja seurauksia täynnä kuin maan keskimääräinen asukas kuvittelee, eikä vain kosminen säteily aiheuta ongelmia täällä.

Toimittajien, astronautien, insinöörien ja tiedemiesten pyynnöstä, jotka kokivat kaiken, mitä ihmiselle tapahtuu avaruudessa, puhuivat erilaisten uusien aistimusten sarjasta keinotekoisesti luodussa keholle vieraassa ympäristössä. Kirjaimellisesti kymmenen sekuntia lennon alkamisen jälkeen valmistautumaton henkilö menettää tajuntansa, koska avaruusaluksen kiihtyvyys kasvaa erottaen sen laukaisukompleksista. Ihminen ei vielä tunne kosmisia säteitä yhtä voimakkaasti kuin ulkoavaruudessa - planeettamme ilmakehä absorboi säteilyä.

Kuva
Kuva

Pääongelmat

Mutta ylikuormituksiakin riittää: ihmisestä tulee neljä kertaa omaa painoaan painavampi, hänet puristetaan kirjaimellisesti tuoliin, kättä on jopa vaikea liikuttaa. Kaikki ovat nähneet nämä erikoistuolit esimerkiksi Sojuz-avaruusaluksessa. Mutta kaikki eivät ymmärtäneet, miksi astronautilla oli niin outo asento. Se on kuitenkin tarpeen, koska ylikuormitus lähettää lähes kaiken kehon veren jalkoihin ja aivot jäävät ilman verenkiertoa, minkä vuoksi pyörtyminen tapahtuu. Mutta keksitty sisäänNeuvostoliitossa tuoli auttaa välttämään ainakin tämän ongelman: asento nostetuilla jaloilla saa veren toimittamaan happea kaikkiin aivojen osiin.

Kymmenen minuuttia lennon alkamisen jälkeen painovoiman puute saa ihmisen melkein menettämään tasapainon, suuntautumisen ja koordinaation avaruudessa, ihminen ei välttämättä edes seuraa liikkuvia esineitä. Hän on pahoinvoiva ja oksentaa. Sama voi johtua kosmisista säteistä - säteily täällä on jo paljon voimakkaampaa, ja jos auringossa tapahtuu plasmapoisto, uhka astronautien hengelle kiertoradalla on todellinen, jopa lentokoneiden matkustajat voivat kärsiä lennossa korkealla.. Näkömuutoksia, turvotusta ja verkkokalvon muutoksia esiintyy, silmämuna on epämuodostunut. Henkilöstä tulee heikko, eikä hän pysty suorittamaan edessään olevia tehtäviä.

Kuva
Kuva

Arvutukset

Ihmiset kokevat kuitenkin aika ajoin myös korkeaa kosmista säteilyä maan päällä, tätä varten heidän ei tarvitse surffata kosmisissa avaruudessa ollenkaan. Planeettamme pommittavat jatkuvasti kosmista alkuperää olevat säteet, ja tutkijat ehdottavat, että ilmakehämme ei aina tarjoa riittävää suojaa. On monia teorioita, jotka antavat näille energiahiukkasille sellaisen voiman, että se rajoittaa merkittävästi planeettojen mahdollisuuksia syntyä elämä niille. Monin tavoin näiden kosmisten säteiden luonne on edelleen ratkaisematon mysteeri tutkijoillemme.

Subatomisesti varautuneet hiukkaset liikkuvat avaruudessa lähes valon nopeudella, niitä on jo rekisteröity toistuvasti satelliiteilla ja jopailmapalloja. Nämä ovat kemiallisten alkuaineiden, protonien, elektronien, fotonien ja neutriinojen ytimiä. Myöskään pimeän aineen hiukkasten - raskaiden ja superraskaiden - läsnäolo kosmisen säteilyn hyökkäyksessä ei ole poissuljettu. Jos ne olisi mahdollista havaita, monet kosmologisten ja tähtitieteellisten havaintojen ristiriidat ratkeutuisivat.

Tunnelma

Mikä suojaa meitä kosmiselta säteilyltä? Vain meidän tunnelmamme. Kosmiset säteet, jotka uhkaavat kaikkien elävien olentojen kuolemaa, törmäävät siihen ja synnyttävät muiden hiukkasten virtoja - vaarattomia, mukaan lukien myonit, paljon raskaammat elektronien sukulaiset. Mahdollinen vaara on edelleen olemassa, koska jotkut hiukkaset saavuttavat maan pinnan ja tunkeutuvat useiden kymmenien metrien päähän sen suolistoon. Minkä tahansa planeetan saama säteilytaso osoittaa sen sopivuuden tai sopimattomuuden elämään. Kosmisen säteiden mukanaan tuoma korkea kosminen säteily ylittää huomattavasti oman tähtemme säteilyn, koska protonien ja fotonien energia, esimerkiksi aurinkomme, on pienempi.

Ja suurella säteilyannoksella elämä on mahdotonta. Maapallolla tätä annosta säätelevät planeetan magneettikentän voimakkuus ja ilmakehän paksuus, mikä vähentää merkittävästi kosmisen säteilyn vaaraa. Esimerkiksi Marsissa voisi hyvinkin olla elämää, mutta ilmakehä siellä on mitätön, omaa magneettikenttää ei ole, mikä tarkoittaa, että koko kosmoksen läpäiseviltä kosmisilta säteiltä ei ole suojaa. Marsin säteilytaso on v altava. Ja kosmisen säteilyn vaikutus planeetan biosfääriin on sellainen, että kaikki elämä siellä kuolee.

Kuva
Kuva

Mikä on tärkeämpää?

Olemme onnekkaita, meillä on sekä Maata ympäröivän ilmakehän paksuus että oma riittävän voimakas magneettikenttä, joka imee maankuoreen päässeet haitalliset hiukkaset. Ihmettelen, kumpi planeetan suoja toimii aktiivisemmin - ilmakehä vai magneettikenttä? Tutkijat tekevät kokeiluja luomalla malleja planeetoista magneettikentällä tai ilman. Ja itse magneettikenttä eroaa näissä planeetamalleissa vahvuudeltaan. Aiemmin tutkijat olivat varmoja, että se oli tärkein suoja kosmiselta säteilyltä, koska he hallitsevat sen tasoa pinnalla. Kuitenkin havaittiin, että altistumisen määrä määrää suuremmassa määrin planeetan peittävän ilmakehän paksuuden.

Jos magneettikenttä "sammutetaan" maan päällä, säteilyannos vain kaksinkertaistuu. Tämä on paljon, mutta jopa meille se heijastuu melko huomaamattomasti. Ja jos poistut magneettikentästä ja poistat ilmakehän kymmenesosaan sen kokonaismäärästä, annos kasvaa kohtalokkaasti - kahdella suuruusluokalla. Kauhea kosminen säteily tappaa kaiken ja kaikki maan päällä. Aurinkomme on keltainen kääpiötähti, ja niiden ympärillä olevia planeettoja pidetään tärkeimpinä asumiskelpoisuuden haastajana. Nämä ovat suhteellisen himmeitä tähtiä, niitä on monia, noin kahdeksankymmentä prosenttia universumissamme olevien tähtien kokonaismäärästä.

Kuva
Kuva

Avaruus ja evoluutio

Teoreetikot ovat laskeneet, että sellaisilla keltaisten kääpiöiden kiertoradalla olevilla planeetoilla, jotka ovat elämälle sopivilla vyöhykkeillä, on paljon heikommat magneettikentät. Tämä pätee erityisesti niin kutsuttuihin supermaihin -suuria kiviplaneettoja, jotka ovat kymmenen kertaa Maamme massa. Astrobiologit olivat varmoja, että heikot magneettikentät heikensivät merkittävästi asumisen mahdollisuuksia. Ja nyt uudet löydöt viittaavat siihen, että tämä ei ole niin suuri ongelma kuin ihmiset ennen luulivat. Pääasia olisi tunnelma.

Tutkijat tutkivat kattavasti lisääntyvän säteilyn vaikutusta olemassa oleviin eläviin organismeihin - eläimiin sekä erilaisiin kasveihin. Säteilyyn liittyvä tutkimus koostuu niiden altistamisesta eriasteiselle säteilylle, pienestä äärimmäiseen, ja sen jälkeen selvittämisestä, selviävätkö he ja kuinka erilaiselta he tuntevat selviytyessään. Mikro-organismit, joihin asteittain lisääntyvä säteily vaikuttaa, voivat näyttää meille, kuinka evoluutio tapahtui maan päällä. Kosmiset säteet, niiden korkea säteily, sai kerran tulevan ihmisen nousemaan palmupuusta ja aloittamaan avaruuden tutkimisen. Eikä ihmiskunta enää koskaan palaa puihin.

Avaruussäteily 2017

Syyskuun 2017 alussa koko planeettamme oli hyvin huolestunut. Aurinko heitti yhtäkkiä tonnia aurinkoainetta kahden suuren tummapisteryhmän yhdistymisen jälkeen. Ja tähän heittoon liittyi luokan X soihdut, jotka pakottivat planeetan magneettikentän toimimaan kirjaimellisesti kulumista vastaan. Siitä seurasi suuri magneettinen myrsky, joka aiheutti sairauksia monille ihmisille sekä poikkeuksellisen harvinaisia, lähes ennennäkemättömiä luonnonilmiöitä maan päällä. Esimerkiksi Moskovan lähellä ja Novosibirskissa, joka ei ollut koskaan ollut näillä leveysasteilla, tallennettiin voimakkaita kuvia revontuneista. Tällaisten ilmiöiden kauneus ei kuitenkaan peittänyt seurauksia tappavasta auringonsäteestä, joka tunkeutui planeetalle kosmisella säteilyllä, joka osoittautui todella vaaralliseksi.

Sen teho oli lähellä maksimia, X-9, 3, jossa kirjain on luokka (erittäin suuri salama) ja numero on salaman voimakkuus (kymmenestä mahdollisesta). Tämän heiton myötä oli olemassa uhka avaruusviestintäjärjestelmien ja kaikkien kiertorata-asemalla olevien laitteiden epäonnistumisesta. Astronautit pakotettiin odottamaan tätä kauhean kosmisen säteilyn virtaa, jota kosmiset säteet kantavat erityisessä suojassa. Viestinnän laatu heikkeni näiden kahden päivän aikana merkittävästi sekä Euroopassa että Amerikassa, juuri sinne, mihin varautuneiden hiukkasten virtaus avaruudesta suuntautui. Noin päivää ennen sitä hetkeä, kun hiukkaset saavuttivat Maan pinnan, annettiin varoitus kosmisesta säteilystä, joka kuului joka mantereella ja jokaisessa maassa.

Kuva
Kuva

Auringon voima

Valaisimemme lähettämä energia ympäröivään ulkoavaruuteen on todella v altavaa. Muutamassa minuutissa monet miljardit megatonnit lentävät avaruuteen, jos lasketaan TNT-vastineeksi. Ihmiskunta pystyy tuottamaan niin paljon energiaa nykyaikaisella nopeudella vasta miljoonan vuoden kuluttua. Vain viidesosa kaikesta Auringon sekunnissa lähettämästä energiasta. Ja tämä on meidän pieni eikä liian kuuma kääpiö! Jos vain kuvittelet, kuinka paljon tuhoisaa energiaa tuottavat muut kosmisen säteilyn lähteet, joiden vieressä aurinkomme näyttää melkein näkymättömältä hiekkajyväeltä, pääsi pyörii. Mikä siunaus, että meillä on hyvä magneettikenttä ja loistava ilmapiiri, jotka eivät anna meidän kuolla!

Ihmiset altistuvat tällaiselle vaaralle joka päivä, koska radioaktiivinen säteily avaruudessa ei koskaan kuivu. Sieltä suurin osa säteilystä tulee meille - mustista aukoista ja tähtijoukoista. Se pystyy tappamaan suurella säteilyannoksella, ja pienellä annoksella se voi tehdä meistä mutantteja. Meidän on kuitenkin myös muistettava, että evoluutio maan päällä tapahtui tällaisten virtausten ansiosta, säteily muutti DNA:n rakenteen nykyiseen tilaan. Jos selvität tämän "lääkkeen", eli jos tähtien lähettämä säteily ylittää sallitut tasot, prosessit ovat peruuttamattomia. Loppujen lopuksi, jos olennot mutatoituvat, ne eivät palaa alkuperäiseen tilaansa, tässä ei ole käänteistä vaikutusta. Siksi emme koskaan näe niitä eläviä organismeja, jotka olivat läsnä vastasyntyneessä elämässä maan päällä. Mikä tahansa organismi yrittää sopeutua ympäristön muutoksiin. Joko se kuolee tai sopeutuu. Mutta paluuta ei ole.

Kuva
Kuva

ISS ja aurinkoleima

Kun aurinko tervehti meille varautuneiden hiukkasten virralla, ISS oli juuri kulkemassa Maan ja tähden välissä. Räjähdyksen aikana vapautuneet korkeaenergiset protonit loivat ehdottomasti ei-toivotun säteilytaustan asemalle. Nämä hiukkaset lävistävät ehdottomasti minkä tahansa avaruusaluksen. Avaruusteknologia kuitenkin säästyi tältä säteilyltä, koska isku oli voimakas, mutta liian lyhyt sen poistamiseksi. kuitenkinmiehistö piiloutui koko tämän ajan erityiseen suojaan, koska ihmiskeho on paljon haavoittuvampi kuin moderni tekniikka. Epidemia ei ollut yksittäinen, ne etenivät kokonaisena sarjana, mutta kaikki alkoi 4. syyskuuta 2017, jotta kosmosta voitaisiin ravistaa äärimmäisellä sinetöksellä 6. syyskuuta. Viimeisten kahdentoista vuoden aikana voimakkaampaa virtausta ei ole maan päällä vielä havaittu. Auringon heittämä plasmapilvi ohitti Maan paljon suunniteltua aikaisemmin, mikä tarkoittaa, että virran nopeus ja teho ylittivät odotetun puolitoista kertaa. Näin ollen vaikutus Maahan oli paljon odotettua voimakkaampi. Pilvi oli 12 tunnin ajan edellä kaikkia tutkijoidemme laskelmia, ja vastaavasti planeetan magneettikenttä oli häiriintynyt.

Magneettisen myrskyn voima osoittautui 4/5 mahdolliseksi, eli kymmenen kertaa odotettua enemmän. Kanadassa revontulia havaittiin myös keskimmäisillä leveysasteilla, kuten Venäjällä. Maapallolla tapahtui magneettinen myrsky. Voitte kuvitella mitä avaruudessa tapahtui! Säteily on merkittävin vaara kaikista siellä olevista. Suojaus sitä vastaan tarvitaan välittömästi, heti kun avaruusalus poistuu yläilmakehästä ja jättää magneettikentät kauas alapuolelle. Varautumattomien ja varautuneiden hiukkasten virrat - säteily - läpäisevät jatkuvasti tilaa. Samat olosuhteet odottavat meitä millä tahansa aurinkokunnan planeetalla: planeetoillamme ei ole magneettikenttää eikä ilmakehää.

Säteilytyypit

Avaruudessa ionisoivaa säteilyä pidetään vaarallisimpana. Nämä ovat gammasäteilyä ja auringon röntgensäteitä, nämä ovat perässä lentäviä hiukkasiakromosfäärin auringonsäteet, nämä ovat ekstragalaktisia, galaktisia ja auringon kosmisia säteitä, aurinkotuuli, säteilyvyöhykkeiden protonit ja elektronit, alfahiukkaset ja neutronit. On myös ionisoimatonta säteilyä - tämä on Auringon ultravioletti- ja infrapunasäteilyä, tämä on sähkömagneettista säteilyä ja näkyvää valoa. Niissä ei ole suurta vaaraa. Meitä suojelee ilmakehä, ja astronauttia suojaa avaruuspuku ja laivan iho.

Ionisoiva säteily aiheuttaa korjaamattomia ongelmia. Tämä on haitallinen vaikutus kaikkiin ihmiskehossa tapahtuviin elinprosesseihin. Kun korkeaenerginen hiukkanen tai fotoni kulkee aineen läpi polullaan, ne muodostavat varautuneiden hiukkasten parin - ionin vuorovaikutuksen seurauksena tämän aineen kanssa. Tämä vaikuttaa jopa elottomaan aineeseen, ja elävät olennot reagoivat rajuimmin, koska pitkälle erikoistuneiden solujen järjestäytyminen vaatii uusiutumista, ja tämä prosessi tapahtuu niin kauan kuin organismi on elossa, dynaamisesti. Ja mitä korkeampi organismin evoluutiokehitys on, sitä peruuttamattomampi säteilyvaurio on.

Kuva
Kuva

Säteilysuoja

Tutkijat etsivät tällaisia varoja modernin tieteen eri aloilta, mukaan lukien farmakologia. Toistaiseksi mikään lääke ei ole ollut tehokas, ja säteilylle altistuneet ihmiset kuolevat edelleen. Kokeita tehdään eläimillä sekä maan päällä että avaruudessa. Ainoa asia, joka tuli selväksi, on se, että henkilön tulee ottaa kaikki lääkkeet ennen altistumisen alkua, ei sen jälkeen.

Ja ottaen huomioon, että kaikki sellaiset lääkkeetmyrkyllistä, voimme olettaa, että taistelu säteilyn seurauksia vastaan ei ole vielä johtanut yhteen voittoon. Vaikka farmakologiset aineet otettaisiin ajoissa, ne suojaavat vain gammasäteilyltä ja röntgensäteiltä, mutta eivät protonien, alfahiukkasten ja nopeiden neutronien ionisoiv alta säteilyltä.

Suositeltava: