چه کسی آرزوی پرواز به فضا را نداشته است، حتی می داند تشعشعات کیهانی چیست؟ حداقل به مدار زمین یا ماه، یا حتی بهتر - دورتر، به نوعی جبار پرواز کنید. در واقع بدن انسان برای چنین سفرهایی بسیار کم سازگار است. حتی زمانی که فضانوردان در مدار پرواز می کنند، با خطرات زیادی مواجه می شوند که سلامت و گاهی اوقات زندگی آنها را تهدید می کند. همه سریال تلویزیونی کالت Star Trek را تماشا کردند. یکی از شخصیت های شگفت انگیز آنجا توصیف بسیار دقیقی از چنین پدیده ای مانند تابش کیهانی ارائه کرد. لئونارد مک کوی، با نام مستعار استخوان‌ها، با نام مستعار Bonesaw، گفت: "اینها خطرات و بیماری‌هایی در تاریکی و سکوت هستند." دقیق تر بودن خیلی سخته. تشعشعات کیهانی در سفر فرد را خسته، ضعیف، بیمار و دچار افسردگی می کند.
احساسات در پرواز
بدن انسان برای زندگی در خلاء سازگار نیست، زیرا تکامل چنین توانایی هایی را در زرادخانه خود گنجانده است. در مورد آنکتاب هایی نوشته شده است، این موضوع به طور مفصل توسط پزشکی بررسی می شود، مراکزی در سراسر جهان ایجاد شده است که مشکلات پزشکی را در فضا، در شرایط سخت، در ارتفاعات بالا مطالعه می کنند. البته تماشای لبخند فضانوردی روی صفحه نمایش که اشیاء مختلفی در اطراف آن در هوا شناور هستند، خنده دار است. در واقع، سفر او بسیار جدی‌تر و مملو از پیامدهایی است که ساکنان متوسط زمین تصور می‌کنند، و این تنها تشعشعات کیهانی نیست که در اینجا مشکل ایجاد می‌کند.
به درخواست روزنامه نگاران، فضانوردان، مهندسان، دانشمندان، که هر چیزی را که برای یک فرد در فضا اتفاق می افتد تجربه کردند، در مورد توالی احساسات مختلف جدید در یک محیط مصنوعی ایجاد شده بیگانه با بدن صحبت کردند. به معنای واقعی کلمه ده ثانیه پس از شروع پرواز، یک فرد ناآماده هوشیاری خود را از دست می دهد، زیرا شتاب فضاپیما افزایش می یابد و آن را از مجموعه پرتاب جدا می کند. انسان هنوز پرتوهای کیهانی را به شدت در فضای بیرونی احساس نمی کند - تشعشعات توسط جو سیاره ما جذب می شوند.
مشکلات اصلی
اما اضافه بار نیز به اندازه کافی وجود دارد: یک فرد چهار برابر وزن خود سنگین تر می شود، به معنای واقعی کلمه روی صندلی فشار داده می شود، حتی حرکت دادن بازویش دشوار است. همه این صندلی های خاص را مثلا در فضاپیمای سایوز دیده اند. اما همه متوجه نشدند که چرا فضانورد چنین حالت عجیبی داشت. با این حال، لازم است زیرا اضافه بار تقریباً تمام خون بدن را به پاها می فرستد و مغز بدون خون می ماند و به همین دلیل غش رخ می دهد. اما اختراع شده دردر اتحاد جماهیر شوروی، یک صندلی کمک می کند تا حداقل از این مشکل جلوگیری شود: حالت ایستادن با پاهای بالا باعث می شود که خون به تمام قسمت های مغز اکسیژن رسانی شود.
ده دقیقه پس از شروع پرواز، کمبود گرانش باعث می شود فرد تقریباً حس تعادل، جهت گیری و هماهنگی خود را در فضا از دست بدهد، حتی ممکن است فرد اجسام متحرک را ردیابی نکند. حالت تهوع دارد و استفراغ می کند. همین امر می تواند توسط پرتوهای کیهانی ایجاد شود - تابش در اینجا در حال حاضر بسیار قوی تر است، و اگر یک پرتاب پلاسما در خورشید اتفاق بیفتد، تهدیدی برای زندگی فضانوردان در مدار واقعی است، حتی مسافران هواپیماهای مسافربری ممکن است در پرواز در ارتفاع بالا رنج ببرند.. تغییرات بینایی، ادم و تغییرات در شبکیه رخ می دهد، کره چشم تغییر شکل می دهد. فرد ضعیف می شود و نمی تواند وظایفی را که پیش روی او قرار می دهد انجام دهد.
معماها
با این حال، گهگاهی، مردم تشعشعات کیهانی بالایی را نیز روی زمین احساس می کنند، برای این منظور آنها اصلاً مجبور نیستند در گستره های کیهانی گشت و گذار کنند. سیاره ما دائماً توسط پرتوهای منشأ کیهانی بمباران می شود و دانشمندان معتقدند که جو ما همیشه محافظت کافی را ارائه نمی دهد. تئوری های زیادی وجود دارد که به این ذرات انرژی دارای چنان نیرویی می شود که به طور قابل توجهی شانس سیارات را برای پیدایش حیات در آنها محدود می کند. از بسیاری جهات، ماهیت این پرتوهای کیهانی هنوز برای دانشمندان ما یک معمای غیرقابل حل است.
ذرات باردار زیر اتمی در فضا تقریباً با سرعت نور حرکت می کنند، آنها قبلاً بارها در ماهواره ها و حتی در ماهواره ها ثبت شده اند.بالن ها اینها هسته های عناصر شیمیایی، پروتون ها، الکترون ها، فوتون ها و نوترینوها هستند. همچنین وجود ذرات ماده تاریک - سنگین و فوق سنگین - در حمله تشعشعات کیهانی منتفی نیست. اگر امکان شناسایی آنها وجود داشت، تعدادی از تناقضات در مشاهدات کیهانی و نجومی حل می شد.
اتمسفر
چه چیزی از ما در برابر تشعشعات کیهانی محافظت می کند؟ فقط فضای ما پرتوهای کیهانی که مرگ همه موجودات زنده را تهدید می کند، در آن برخورد می کنند و جریان هایی از ذرات دیگر را تولید می کنند - بی ضرر، از جمله میون ها، خویشاوندان بسیار سنگین تر الکترون ها. خطر بالقوه هنوز وجود دارد، زیرا برخی از ذرات به سطح زمین می رسند و ده ها متر به روده های آن نفوذ می کنند. میزان تشعشعی که هر سیاره دریافت می کند نشان دهنده مناسب بودن یا نامناسب بودن آن برای زندگی است. تابش بالای کیهانی که پرتوهای کیهانی با خود حمل می کنند بسیار بیشتر از تابش ستاره خودمان است، زیرا انرژی پروتون ها و فوتون ها، به عنوان مثال، خورشید ما، کمتر است.
و با دوز بالای تابش، زندگی غیرممکن است. در زمین، این دوز توسط قدرت میدان مغناطیسی سیاره و ضخامت جو کنترل می شود که خطر تشعشعات کیهانی را به میزان قابل توجهی کاهش می دهد. به عنوان مثال، ممکن است حیات در مریخ وجود داشته باشد، اما جو آن ناچیز است، میدان مغناطیسی وجود ندارد، به این معنی که هیچ حفاظتی در برابر پرتوهای کیهانی که در کل کیهان نفوذ می کند وجود ندارد. سطح تشعشعات در مریخ بسیار زیاد است. و تأثیر تشعشعات کیهانی بر بیوسفر این سیاره به گونه ای است که تمام حیات روی آن می میرد.
چه چیزی مهمتر است؟
ما خوش شانس هستیم، هم ضخامت جوی که زمین را در بر گرفته است و هم میدان مغناطیسی به اندازه کافی قدرتمند خودمان را داریم که ذرات مضری را که به پوسته زمین رسیده اند جذب می کند. من نمی دانم که حفاظت از سیاره چه کسی فعال تر عمل می کند - جو یا میدان مغناطیسی؟ محققان با ایجاد مدل هایی از سیارات با یا بدون میدان مغناطیسی در حال آزمایش هستند. و خود میدان مغناطیسی در این مدل از سیارات از نظر قدرت متفاوت است. پیش از این، دانشمندان مطمئن بودند که این محافظ اصلی در برابر تشعشعات کیهانی است، زیرا سطح آن را در سطح کنترل می کنند. با این حال، مشخص شد که میزان قرار گرفتن در معرض تا حد زیادی تعیین کننده ضخامت جوی است که سیاره را می پوشاند.
اگر میدان مغناطیسی روی زمین "خاموش" شود، دوز تابش فقط دو برابر می شود. این بسیار است، اما حتی برای ما نیز کاملاً نامحسوس منعکس خواهد شد. و اگر میدان مغناطیسی را رها کنید و جو را به یک دهم مقدار کل آن بردارید، دوز به طور مرگبار افزایش می یابد - دو مرتبه بزرگی. تشعشعات وحشتناک کیهانی همه چیز و همه افراد روی زمین را می کشد. خورشید ما یک ستاره کوتوله زرد است، در اطراف آنها است که سیارات مدعی اصلی قابلیت سکونت در نظر گرفته می شوند. اینها ستارگان نسبتاً کم نور هستند، تعداد زیادی از آنها وجود دارد، حدود هشتاد درصد از کل ستاره های جهان ما.
فضا و تکامل
نظریه پردازان محاسبه کرده اند که چنین سیاراتی در مدار کوتوله های زرد، که در مناطق مناسب برای زندگی قرار دارند، میدان مغناطیسی بسیار ضعیف تری دارند. این به ویژه در مورد به اصطلاح ابر زمین ها صادق است -سیارات سنگی بزرگ ده برابر جرم زمین ما. اخترزیست شناسان مطمئن بودند که میدان های مغناطیسی ضعیف به طور قابل توجهی شانس سکونت را کاهش می دهد. و اکنون اکتشافات جدید نشان می دهد که این مشکل به آن اندازه که مردم فکر می کردند نیست. نکته اصلی جو است.
دانشمندان به طور جامع در حال مطالعه تأثیر افزایش تشعشع بر موجودات زنده موجود - حیوانات و همچنین بر روی انواع گیاهان هستند. تحقیقات مرتبط با تشعشع شامل قرار دادن آنها در معرض درجات مختلف تشعشع، از کوچک تا شدید، و سپس تعیین اینکه آیا آنها زنده می مانند و در صورت زنده ماندن چقدر احساس متفاوتی خواهند داشت. میکروارگانیسم‌هایی که تحت تأثیر تشعشعات افزایشی تدریجی قرار می‌گیرند، ممکن است به ما نشان دهند که چگونه تکامل در زمین رخ داده است. این پرتوهای کیهانی، تشعشعات بالای آنها بود که زمانی باعث شد انسان آینده از درخت نخل پایین بیاید و شروع به کاوش در فضا کند. و بشریت دیگر هرگز به درختان باز نخواهد گشت.
تابش فضایی 2017
در آغاز سپتامبر 2017، کل سیاره ما بسیار نگران بود. پس از ادغام دو گروه بزرگ از لکه های تاریک، خورشید ناگهان تن ها ماده خورشیدی را به بیرون پرتاب کرد. و این جهش با شعله های کلاس X همراه بود که میدان مغناطیسی سیاره را مجبور کرد که به معنای واقعی کلمه برای فرسودگی کار کند. یک طوفان مغناطیسی بزرگ به دنبال آن، باعث بیماری در بسیاری از مردم، و همچنین پدیده‌های طبیعی استثنایی و تقریباً بی‌سابقه‌ای بر روی زمین شد. به عنوان مثال، تصاویر قدرتمندی از شفق های شمالی در نزدیکی مسکو و در نووسیبیرسک، که هرگز در این عرض های جغرافیایی نبوده اند، ثبت شده است.با این حال، زیبایی چنین پدیده‌هایی عواقب یک شعله مرگبار خورشیدی را که با تشعشعات کیهانی به سیاره نفوذ کرد، پنهان نکرد، که واقعاً خطرناک بود.
قدرت آن نزدیک به حداکثر بود، X-9، 3، که در آن حرف کلاس است (فلاش بسیار بزرگ)، و عدد آن قدرت فلاش (از ده ممکن) است. همراه با این پرتاب، خطر از کار افتادن سیستم های ارتباطی فضایی و تمامی تجهیزات مستقر در ایستگاه مداری وجود داشت. فضانوردان مجبور شدند تا این جریان از تشعشعات وحشتناک کیهانی که توسط پرتوهای کیهانی در یک پناهگاه خاص حمل می شد، منتظر بمانند. کیفیت ارتباطات در این دو روز هم در اروپا و هم در آمریکا به طور قابل توجهی بدتر شد، دقیقاً جایی که جریان ذرات باردار از فضا هدایت می شد. حدود یک روز قبل از لحظه رسیدن ذرات به سطح زمین، هشداری در مورد تشعشعات کیهانی صادر شد که در هر قاره و در هر کشوری به صدا درآمد.
قدرت خورشید
انرژی ساطع شده توسط تابش ما به فضای بیرونی اطراف واقعاً عظیم است. در عرض چند دقیقه، میلیاردها مگاتون به فضا پرواز می کنند، اگر معادل TNT حساب کنید. بشر تنها در یک میلیون سال قادر به تولید انرژی بسیار با نرخ مدرن خواهد بود. فقط یک پنجم کل انرژی ساطع شده از خورشید در ثانیه. و این کوتوله کوچک و نه خیلی داغ ماست! اگر فقط تصور کنید که چه مقدار انرژی مخرب توسط سایر منابع تابش کیهانی تولید می شود، که در کنار آنها خورشید ما مانند یک دانه شن تقریبا نامرئی به نظر می رسد، سر شما می چرخد.چه نعمتی که میدان مغناطیسی خوبی داریم و جوی عالی داریم که نمی گذارد بمیریم!
مردم هر روز در معرض این نوع خطر هستند زیرا تشعشعات رادیواکتیو در فضا هرگز خشک نمی شوند. از آنجا است که بیشتر تابش به ما می رسد - از سیاهچاله ها و از خوشه های ستاره. این می تواند با دوز بالایی از تشعشعات را بکشد و در دوز پایین می تواند ما را به جهش یافته تبدیل کند. با این حال، ما همچنین باید به یاد داشته باشیم که تکامل روی زمین به لطف چنین جریان هایی رخ داده است، تابش ساختار DNA را به حالتی که امروزه مشاهده می کنیم تغییر داد. اگر این "دارو" را مرتب کنید، یعنی اگر تشعشعات ساطع شده توسط ستارگان از حد مجاز فراتر رود، فرآیندها غیرقابل برگشت خواهند بود. به هر حال، اگر موجودات جهش پیدا کنند، به حالت اولیه خود بر نمی گردند، در اینجا اثر معکوس وجود ندارد. بنابراین، ما هرگز آن موجودات زنده ای را که در یک زندگی تازه متولد شده روی زمین حضور داشتند، نخواهیم دید. هر موجودی در تلاش است تا با تغییرات محیط سازگار شود. یا می میرد، یا سازگار می شود. اما راه برگشتی وجود ندارد.
ISS و شعله خورشیدی
وقتی خورشید با جریانی از ذرات باردار سلام خود را به ما فرستاد، ایستگاه فضایی بین‌المللی در حال عبور از بین زمین و ستاره بود. پروتون های پرانرژی آزاد شده در طول انفجار یک پس زمینه تشعشع کاملاً نامطلوب در ایستگاه ایجاد کردند. این ذرات مطلقاً در هر فضاپیما نفوذ می کنند. با این حال، فناوری فضایی توسط این تابش در امان ماند، زیرا ضربه قوی بود، اما برای غیرفعال کردن آن بسیار کوتاه بود. با این حالخدمه در تمام این مدت در یک پناهگاه ویژه پنهان شدند، زیرا بدن انسان بسیار آسیب پذیرتر از فناوری مدرن است. شیوع یکی نبود، آنها در یک سری کامل رفتند، اما همه چیز در 4 سپتامبر 2017 آغاز شد تا کیهان را با یک پرتاب شدید در 6 سپتامبر تکان دهند. در طول دوازده سال گذشته، جریان قوی تر روی زمین هنوز مشاهده نشده است. ابر پلاسمایی که توسط خورشید به بیرون پرتاب شده بود خیلی زودتر از زمان برنامه ریزی شده از زمین سبقت گرفت و این بدان معنی است که سرعت و قدرت جریان یک و نیم برابر از حد انتظار فراتر رفت. بر این اساس، ضربه به زمین بسیار قوی تر از حد انتظار بود. به مدت دوازده ساعت، ابر از همه محاسبات دانشمندان ما جلوتر بود و بر این اساس، میدان مغناطیسی سیاره بیشتر مختل شد.
قدرت طوفان مغناطیسی 4 از 5 ممکن است، یعنی ده برابر بیشتر از حد انتظار است. در کانادا، شفق های قطبی حتی در عرض های جغرافیایی میانی، مانند روسیه، مشاهده شد. طوفان مغناطیسی شخصیت سیاره ای در زمین اتفاق افتاد. می توانید تصور کنید در فضا چه می گذشت! تشعشعات مهم ترین خطر موجود در آنجا است. به محض اینکه فضاپیما از اتمسفر بالایی خارج شد و میدان های مغناطیسی را بسیار پایین تر ترک کرد، فوراً محافظت در برابر آن لازم است. جریان ذرات بدون بار و باردار - تشعشع - دائماً در فضا نفوذ می کند. شرایط مشابهی در هر سیاره ای در منظومه شمسی در انتظار ما است: هیچ میدان مغناطیسی و جو در سیارات ما وجود ندارد.
انواع تابش
در فضا، تشعشعات یونیزان خطرناک ترین تلقی می شوند. اینها تابش گاما و اشعه ایکس خورشید هستند، اینها ذراتی هستند که به دنبال آن پرواز می کنندشعله های خورشیدی کروموسفر، اینها پرتوهای کیهانی فرا کهکشانی، کهکشانی و خورشیدی، باد خورشیدی، پروتون ها و الکترون های کمربند تابشی، ذرات آلفا و نوترون ها هستند. تشعشعات غیر یونیزان نیز وجود دارد - این تابش ماوراء بنفش و مادون قرمز از خورشید است، این تابش الکترومغناطیسی و نور مرئی است. خطر بزرگی در آنها وجود ندارد. ما توسط جو محافظت می شویم، و فضانورد توسط لباس فضایی و پوست کشتی محافظت می شود.
اشعه یونیزان مشکلات جبران ناپذیری را به همراه دارد. این یک اثر مضر بر تمام فرآیندهای زندگی است که در بدن انسان رخ می دهد. هنگامی که یک ذره با انرژی بالا یا یک فوتون از ماده ای در مسیر خود عبور می کند، یک جفت ذره باردار - یک یون در نتیجه برهم کنش با این ماده، تشکیل می دهد. این امر حتی بر مواد بی‌جان نیز تأثیر می‌گذارد، و موجودات زنده شدیدترین واکنش را نشان می‌دهند، زیرا سازماندهی سلول‌های بسیار تخصصی نیاز به تجدید دارد، و این فرآیند، تا زمانی که ارگانیسم زنده است، به صورت پویا اتفاق می‌افتد. و هر چه سطح تکامل تکاملی ارگانیسم بالاتر باشد، آسیب تشعشع غیرقابل برگشت تر است.
محافظت در برابر اشعه
دانشمندان به دنبال چنین سرمایه هایی در زمینه های مختلف علوم مدرن از جمله فارماکولوژی هستند. تاکنون هیچ دارویی موثر نبوده و افرادی که در معرض تشعشعات قرار گرفته اند همچنان می میرند. آزمایش ها بر روی حیوانات هم در زمین و هم در فضا انجام می شود. تنها چیزی که مشخص شد این است که هر دارویی باید قبل از شروع تماس توسط فرد مصرف شود نه بعد از آن.
و با توجه به اینکه همه این داروهاسمی است، پس می توانیم فرض کنیم که مبارزه با عواقب تشعشعات هنوز به یک پیروزی منجر نشده است. حتی اگر عوامل دارویی به موقع مصرف شوند، آنها فقط در برابر پرتوهای گاما و اشعه ایکس محافظت می کنند، اما در برابر تشعشعات یونیزان پروتون ها، ذرات آلفا و نوترون های سریع محافظت نمی کنند.
