Bagaimana melindungi pesawat luar angkasa dari radiasi matahari. Latar belakang radiasi alami

Bahkan jika penerbangan antarplanet menjadi kenyataan, para ilmuwan semakin mengatakan bahwa semakin banyak bahaya yang menanti tubuh manusia dari sudut pandang biologis semata. Para ahli menyebut radiasi kosmik keras sebagai salah satu bahaya utama. Di planet lain, misalnya Mars, radiasi ini akan mempercepat timbulnya penyakit Alzheimer secara signifikan.

"Radiasi kosmik menimbulkan ancaman yang sangat signifikan bagi astronot masa depan. Kemungkinan paparan radiasi kosmik dapat menyebabkan masalah kesehatan seperti kanker telah lama diketahui," kata Kerry O'Banion, PhD, ahli saraf di University Medical Center Rochester " Eksperimen kami juga membuktikan bahwa radiasi keras juga memicu percepatan perubahan di otak yang terkait dengan penyakit Alzheimer."

Menurut para ilmuwan, seluruh ruang angkasa benar-benar dipenuhi radiasi, sementara atmosfer bumi yang tebal melindungi planet kita dari radiasi tersebut. Peserta penerbangan jangka pendek menuju ISS sudah bisa merasakan efek radiasi, meski secara formal berada di orbit rendah, di mana kubah pelindung gravitasi bumi masih berfungsi. Radiasi sangat aktif pada saat-saat ketika suar terjadi di Matahari yang diikuti dengan emisi partikel radiasi.

Para ilmuwan mengatakan bahwa NASA telah bekerja erat pada berbagai pendekatan terkait perlindungan manusia dari radiasi luar angkasa. Badan antariksa tersebut pertama kali mendanai “penelitian radiasi” 25 tahun lalu. Saat ini, sebagian besar inisiatif di bidang ini terkait dengan penelitian tentang cara melindungi marsonaut masa depan dari radiasi keras di Planet Merah, yang tidak memiliki kubah atmosfer seperti di Bumi.

Para ahli sudah mengatakan dengan kemungkinan yang sangat tinggi bahwa radiasi Mars memprovokasi penyakit onkologis. Ada jumlah radiasi yang lebih besar di dekat asteroid. Izinkan kami mengingatkan Anda bahwa NASA merencanakan misi ke asteroid dengan partisipasi manusia pada tahun 2021, dan ke Mars paling lambat tahun 2035. Perjalanan ke Mars dan kembali lagi, dengan beberapa waktu yang dihabiskan di sana, bisa memakan waktu sekitar tiga tahun.

Menurut NASA, hal itu kini telah terbukti radiasi kosmik memprovokasi, selain kanker, juga penyakit dari sistem kardiovaskular, muskuloskeletal dan endokrin. Sekarang para ahli dari Rochester telah mengidentifikasi vektor bahaya lain: penelitian telah menemukan bahwa radiasi kosmik dosis tinggi memicu penyakit yang berhubungan dengan degenerasi saraf, khususnya, mengaktifkan proses yang berkontribusi pada perkembangan penyakit Alzheimer. Para ahli juga mempelajari bagaimana radiasi kosmik mempengaruhi pusatnya sistem saraf orang.

Berdasarkan percobaan, para ahli telah menetapkan bahwa partikel radioaktif di ruang angkasa memiliki struktur inti atom besi, yang memiliki kemampuan penetrasi yang fenomenal. Inilah sebabnya mengapa sangat sulit untuk bertahan melawan mereka.

Di Bumi, para peneliti melakukan simulasi radiasi kosmik di Laboratorium Nasional American Brookhaven di Long Island, tempat akselerator partikel khusus berada. Melalui eksperimen, para peneliti menentukan jangka waktu terjadinya dan perkembangan penyakit. Namun, sejauh ini para peneliti telah melakukan percobaan pada tikus laboratorium, memaparkan mereka pada dosis radiasi yang sebanding dengan yang diterima manusia selama penerbangan ke Mars. Setelah dilakukan percobaan, hampir semua tikus mengalami gangguan pada fungsi sistem kognitif otak. Gangguan pada fungsi sistem kardiovaskular juga dicatat. Fokus akumulasi beta-amiloid, protein yang merupakan tanda pasti akan datangnya penyakit Alzheimer, telah diidentifikasi di otak.

Para ilmuwan mengatakan mereka belum mengetahui cara memerangi radiasi luar angkasa, namun mereka yakin bahwa radiasi merupakan faktor yang patut mendapat perhatian paling serius ketika merencanakan penerbangan luar angkasa di masa depan.

Luar angkasa bersifat radioaktif. Tidak mungkin bersembunyi dari radiasi. Bayangkan Anda berdiri di tengah badai pasir, dan pusaran kerikil kecil terus-menerus berputar di sekitar Anda, melukai kulit Anda. Seperti inilah penampakan radiasi kosmik. Dan radiasi ini menyebabkan kerugian yang cukup besar. Namun masalahnya, tidak seperti kerikil dan potongan tanah, radiasi pengion tidak memantul pada daging manusia. Itu melewatinya seperti peluru meriam menembus sebuah gedung. Dan radiasi ini menyebabkan kerugian yang cukup besar.

Pekan lalu, para ilmuwan di University of Rochester Medical Center menerbitkan sebuah penelitian yang menunjukkan bahwa paparan radiasi galaksi dalam jangka panjang, yang mungkin dialami astronot di Mars, dapat meningkatkan risiko penyakit Alzheimer.

Membaca pemberitaan media tentang penelitian ini membuat saya penasaran. Kami telah mengirim manusia ke luar angkasa selama lebih dari setengah abad. Kita mempunyai kesempatan untuk mengikuti seluruh generasi astronot – bagaimana orang-orang ini menjadi tua dan mati. Dan kami terus memantau status kesehatan mereka yang terbang ke luar angkasa saat ini. Karya ilmiah, seperti yang dilakukan di Universitas Rochester, dilakukan pada hewan laboratorium seperti mencit dan mencit. Mereka dirancang untuk membantu kita mempersiapkan masa depan. Tapi apa yang kita ketahui tentang masa lalu? Apakah radiasi berdampak pada orang-orang yang pernah berada di luar angkasa? Bagaimana pengaruhnya terhadap mereka yang berada di orbit saat ini?

Ada satu perbedaan utama antara astronot masa kini dan astronot masa depan. Perbedaannya adalah Bumi itu sendiri.

Radiasi kosmik galaksi, kadang-kadang disebut radiasi kosmik, inilah yang menimbulkan kekhawatiran terbesar di kalangan para peneliti. Ini terdiri dari partikel dan potongan atom yang mungkin tercipta sebagai akibat dari pembentukan supernova. Sebagian besar radiasi ini, sekitar 90%, terdiri dari proton yang terkoyak dari atom hidrogen. Partikel-partikel ini terbang melintasi galaksi dengan kecepatan hampir sama dengan kecepatan cahaya.

Dan kemudian mereka menyerang Bumi. Planet kita mempunyai beberapa mekanisme pertahanan yang melindungi kita dari efek radiasi kosmik. Pertama, medan magnet bumi menolak beberapa partikel dan memblokir partikel lainnya sepenuhnya. Partikel yang berhasil mengatasi penghalang ini mulai bertabrakan dengan atom di atmosfer kita.

Jika Anda melempar menara Lego besar ke bawah tangga, menara itu akan pecah menjadi potongan-potongan kecil yang akan terbang setiap kali Anda melangkah. Hal yang hampir sama terjadi di atmosfer kita dan dengan radiasi galaksi. Partikel bertabrakan dengan atom dan pecah membentuk partikel baru. Partikel-partikel baru ini kembali menabrak sesuatu dan kembali hancur. Dengan setiap langkah yang mereka ambil, mereka kehilangan energi. Partikel-partikel tersebut melambat dan perlahan-lahan melemah. Pada saat mereka “berhenti” di permukaan bumi, mereka tidak lagi memiliki cadangan energi galaksi yang kuat seperti sebelumnya. Radiasi ini tidak terlalu berbahaya. Sepotong Lego kecil memiliki kekuatan yang jauh lebih lemah daripada menara yang dirakit darinya.

Semua astronot yang kami kirim ke luar angkasa mendapat manfaat dari pelindung bumi dalam banyak hal, setidaknya sebagian. Francis Cucinotta memberitahuku tentang hal ini. Dia adalah direktur ilmiah program NASA untuk mempelajari efek radiasi pada manusia. Orang inilah yang dapat memberi tahu Anda betapa berbahayanya radiasi bagi astronot. Menurutnya, kecuali penerbangan Apollo ke Bulan, manusia hadir di luar angkasa dalam pengaruh medan magnet bumi. Stasiun Luar Angkasa Internasional, misalnya, berada di atas atmosfer, namun masih berada jauh di garis pertahanan pertama. Astronot kita tidak sepenuhnya terpapar radiasi kosmik.

Selain itu, mereka berada di bawah pengaruh tersebut untuk waktu yang cukup singkat. Penerbangan terpanjang ke luar angkasa hanya berlangsung sebentar lebih dari setahun. Dan ini penting karena kerusakan akibat radiasi mempunyai efek kumulatif. Risiko Anda jauh lebih kecil ketika Anda menghabiskan enam bulan di ISS dibandingkan ketika Anda melakukan perjalanan multi-tahun (yang masih bersifat teoritis) ke Mars.

Namun yang menarik dan cukup mengkhawatirkan, kata Cucinotta kepada saya, adalah meskipun semua mekanisme perlindungan ini sudah diterapkan, kita melihat radiasi berdampak negatif pada astronot.

Hal yang sangat tidak menyenangkan adalah katarak – perubahan pada lensa mata yang menyebabkan kekeruhan. Karena lebih sedikit cahaya yang masuk ke mata melalui lensa yang keruh, penderita katarak memiliki penglihatan yang kurang baik. Pada tahun 2001, Cucinotta dan rekan-rekannya memeriksa data dari studi kesehatan astronot yang sedang berlangsung dan menghasilkan kesimpulan pada kesimpulan berikut. Astronot yang terpapar radiasi dengan dosis lebih tinggi (karena mereka terbang lebih sering di luar angkasa atau karena sifat misinya*) lebih mungkin terkena katarak dibandingkan mereka yang menerima dosis radiasi lebih rendah.

Mungkin juga terdapat peningkatan risiko kanker, meskipun sulit untuk menganalisis risiko ini secara kuantitatif dan tepat. Faktanya adalah kita tidak memiliki data epidemiologis tentang jenis radiasi apa yang terpapar pada astronot. Kita mengetahui jumlah kasus kanker setelah bom atom Hiroshima dan Nagasaki, namun radiasi ini tidak sebanding dengan radiasi galaksi. Secara khusus, Cucinotta sangat memperhatikan ion partikel berfrekuensi tinggi—partikel atom tinggi dan berenergi tinggi.

Ini adalah partikel yang sangat berat dan bergerak sangat cepat. Di permukaan bumi kita tidak merasakan dampaknya. Mereka disaring, dihambat, dan dipecah-pecah oleh mekanisme perlindungan planet kita. Namun, ion-ion berfrekuensi tinggi dapat menyebabkan lebih banyak bahaya dan bahaya yang lebih bervariasi dibandingkan dengan radiasi yang biasa digunakan oleh ahli radiologi. Kita mengetahui hal ini karena para ilmuwan membandingkan sampel darah astronot sebelum dan sesudah penerbangan luar angkasa.

Cucinotta menyebutnya sebagai pemeriksaan pra-penerbangan. Para ilmuwan mengambil sampel darah dari astronot sebelum berangkat ke orbit. Ketika seorang astronot berada di luar angkasa, para ilmuwan membagi darah yang diambil menjadi beberapa bagian dan memaparkannya pada berbagai tingkat radiasi gamma. Ini seperti radiasi berbahaya yang terkadang kita jumpai di Bumi. Kemudian, saat sang astronot kembali, mereka membandingkan sampel darah sinar gamma tersebut dengan apa yang sebenarnya terjadi padanya di luar angkasa. “Kami melihat dua hingga tiga kali lipat perbedaan antar astronot,” kata Cucinotta kepada saya.

Seperti telah disebutkan, segera setelah Amerika memulai program luar angkasa mereka, ilmuwan mereka James Van Allen membuat penemuan yang cukup penting. Satelit buatan Amerika pertama yang mereka luncurkan ke orbit jauh lebih kecil daripada satelit Soviet, tetapi Van Allen berpikir untuk memasang penghitung Geiger pada satelit tersebut. Dengan demikian, apa yang diungkapkan pada akhir abad ke-19 secara resmi terkonfirmasi. Ilmuwan terkemuka Nikola Tesla berhipotesis bahwa Bumi dikelilingi oleh sabuk radiasi yang kuat.

Foto Bumi oleh astronot William Anders

selama misi Apollo 8 (arsip NASA)

Tesla, bagaimanapun, dianggap sebagai orang yang sangat eksentrik, dan bahkan gila oleh sains akademis, sehingga hipotesisnya tentang muatan listrik raksasa yang dihasilkan oleh Matahari disimpan untuk waktu yang lama, dan istilah "angin matahari" tidak menimbulkan apa-apa selain senyuman. . Namun berkat Van Allen, teori Tesla dihidupkan kembali. Atas dorongan Van Allen dan sejumlah peneliti lain, ditemukan bahwa sabuk radiasi di ruang angkasa dimulai pada 800 km di atas permukaan bumi dan meluas hingga 24.000 km. Karena tingkat radiasi di sana kurang lebih konstan, radiasi yang masuk harus kira-kira sama dengan radiasi yang keluar. Jika tidak, ia akan terakumulasi hingga “memanggang” bumi, seperti di dalam oven, atau akan mengering. Pada kesempatan ini, Van Allen menulis: “Sabuk radiasi dapat diibaratkan seperti bejana bocor yang terus-menerus diisi ulang dari Matahari dan mengalir ke atmosfer. Sebagian besar partikel matahari meluap ke dalam kapal dan terciprat keluar, terutama di zona kutub, yang menyebabkan cahaya kutub, badai magnet, dan fenomena serupa lainnya.”

Radiasi dari sabuk Van Allen bergantung pada angin matahari. Selain itu, mereka tampaknya memfokuskan atau memusatkan radiasi ini di dalam dirinya. Namun karena mereka hanya dapat memusatkan diri pada apa yang datang langsung dari Matahari, satu pertanyaan lagi tetap terbuka: berapa banyak radiasi yang ada di seluruh kosmos?

Orbit partikel atmosfer di eksosfer(dik.academic.ru)

Bulan tidak memiliki sabuk Van Allen. Dia juga tidak memiliki atmosfer pelindung. Ini terbuka untuk semua angin matahari. Jika jilatan api matahari yang kuat terjadi selama ekspedisi ke bulan, aliran radiasi yang sangat besar akan membakar kapsul dan astronot di permukaan bulan tempat mereka menghabiskan hari mereka. Radiasi ini tidak hanya berbahaya - tapi juga mematikan!

Pada tahun 1963, ilmuwan Soviet mengatakan kepada astronom terkenal Inggris Bernard Lovell bahwa mereka tidak mengetahui cara untuk melindungi astronot dari efek mematikan radiasi kosmik. Ini berarti bahwa cangkang logam perangkat Rusia yang jauh lebih tebal pun tidak dapat mengatasi radiasi. Bagaimana logam tertipis (hampir seperti kertas timah) yang digunakan dalam kapsul Amerika dapat melindungi astronot? NASA tahu ini tidak mungkin. Monyet luar angkasa mati kurang dari 10 hari setelah kembali, namun NASA tidak pernah memberi tahu kami alasan sebenarnya kematian mereka.

Monyet-astronot (arsip RGANT)

Kebanyakan orang, bahkan mereka yang berpengetahuan luas di luar angkasa, tidak menyadari adanya radiasi mematikan yang merembes ke angkasa. Anehnya (atau mungkin hanya karena alasan yang bisa ditebak), dalam “Illustrated Encyclopedia of Space Technology” Amerika, frasa “radiasi kosmik” tidak muncul satu kali pun. Dan secara umum, para peneliti Amerika (terutama yang terkait dengan NASA) menghindari topik ini.

Sementara itu, Lovell, setelah berbicara dengan rekan-rekan Rusia yang sangat paham tentang radiasi kosmik, mengirimkan informasi yang dimilikinya kepada administrator NASA Hugh Dryden, namun ia mengabaikannya.

Salah satu astronot yang diduga mengunjungi Bulan, Collins, hanya menyebut radiasi kosmik dua kali dalam bukunya:

“Setidaknya Bulan berada jauh di luar sabuk Van Allen Bumi, yang berarti dosis radiasi yang baik bagi mereka yang pergi ke sana dan dosis yang mematikan bagi mereka yang tetap tinggal.”

“Oleh karena itu, sabuk radiasi Van Allen yang mengelilingi Bumi dan kemungkinan jilatan api matahari memerlukan pemahaman dan persiapan untuk menghindari awak kapal terkena peningkatan dosis radiasi.”

Jadi apa yang dimaksud dengan “memahami dan mempersiapkan”? Apakah ini berarti di luar sabuk Van Allen, sisa ruang angkasa bebas radiasi? Atau apakah NASA memiliki strategi rahasia untuk berlindung dari jilatan api matahari setelah membuat keputusan akhir mengenai ekspedisi tersebut?

NASA mengklaim bahwa mereka dapat dengan mudah memprediksi jilatan api matahari, dan oleh karena itu mengirim astronot ke Bulan ketika jilatan api tidak diperkirakan terjadi dan bahaya radiasi terhadapnya sangat kecil.

Sedangkan Armstrong dan Aldrin sedang melakukan pekerjaan di luar angkasa

di permukaan bulan, Michael Collins

ditempatkan di orbit (arsip NASA)

Namun, pakar lain mengatakan, ”Kita hanya bisa memperkirakan perkiraan tanggal radiasi maksimum di masa depan dan kepadatannya.”

Namun kosmonot Soviet Leonov pergi ke luar angkasa pada tahun 1966 - namun, dengan pakaian timah yang sangat berat. Tapi setelah hanya tiga tahun astronot Amerika melompat ke permukaan Bulan, dan sama sekali tidak mengenakan pakaian antariksa yang sangat berat, melainkan justru sebaliknya! Mungkin selama bertahun-tahun, para ahli dari NASA telah berhasil menemukan sejenis bahan ultraringan yang dapat diandalkan untuk melindungi dari radiasi?

Namun, para peneliti tiba-tiba menemukan bahwa setidaknya Apollo 10, Apollo 11, dan Apollo 12 berangkat tepat pada periode ketika jumlah bintik matahari dan aktivitas matahari mendekati maksimum. Siklus matahari maksimum teoritis yang diterima secara umum 20 berlangsung dari Desember 1968 hingga Desember 1969. Selama periode ini, misi Apollo 8, Apollo 9, Apollo 10, Apollo 11, dan Apollo 12 diduga bergerak melampaui zona perlindungan sabuk Van Allen dan memasuki ruang cislunar.

Studi lebih lanjut terhadap grafik bulanan menunjukkan bahwa jilatan api matahari merupakan fenomena acak yang terjadi secara spontan selama siklus 11 tahun. Hal ini juga terjadi bahwa selama periode siklus “rendah” sejumlah besar wabah terjadi dalam waktu singkat, dan selama periode “tinggi” - jumlah yang sangat kecil. Namun yang penting adalah wabah yang sangat kuat dapat terjadi kapan saja dalam siklus tersebut.

Selama era Apollo, astronot Amerika menghabiskan hampir 90 hari di luar angkasa. Karena radiasi dari jilatan api matahari yang tidak dapat diprediksi mencapai Bumi atau Bulan dalam waktu kurang dari 15 menit, satu-satunya cara untuk melindunginya adalah dengan menggunakan wadah timah. Tapi apakah kekuatan roket cukup untuk mengangkatnya kelebihan berat, lalu mengapa perlu pergi ke luar angkasa dengan kapsul kecil (secara harfiah 0,1 mm aluminium) pada tekanan 0,34 atmosfer?

Hal ini terlepas dari kenyataan bahwa bahkan lapisan pelindung tipis, yang disebut “mylar”, menurut kru Apollo 11, ternyata sangat berat sehingga harus segera dikeluarkan dari modul bulan!

Tampaknya NASA memilih orang-orang khusus untuk ekspedisi bulan, meskipun disesuaikan dengan keadaan, bukan terbuat dari baja, tetapi dari timah. Peneliti masalah Amerika, Ralph Rene, tidak terlalu malas untuk menghitung seberapa sering setiap ekspedisi bulan yang seharusnya selesai dipengaruhi oleh aktivitas matahari.

Ngomong-ngomong, salah satu pegawai resmi NASA (seorang ahli fisika terkemuka) Bill Modlin, dalam karyanya “Prospects for Interstellar Travel,” dengan jujur ​​​​melaporkan: “Suar matahari dapat memancarkan proton GeV dalam kisaran energi yang sama dengan kebanyakan kosmis. partikel, tetapi jauh lebih intens. Peningkatan energinya dengan peningkatan radiasi menimbulkan bahaya tertentu, karena proton GeV menembus beberapa meter material... Suar matahari (atau bintang) dengan emisi proton adalah bahaya yang sangat serius yang terjadi secara berkala di ruang antarplanet, yang menghasilkan radiasi dosis ratusan ribu rontgen dalam beberapa jam pada jarak Matahari ke Bumi. Dosis ini mematikan dan jutaan kali lebih tinggi dari yang diperbolehkan. Kematian bisa terjadi setelah 500 rontgen dalam waktu singkat.”

Ya, orang-orang Amerika yang pemberani kemudian harus bersinar lebih buruk daripada unit tenaga keempat Chernobyl. “Partikel kosmik berbahaya, mereka datang dari segala arah dan memerlukan perlindungan padat minimal dua meter di sekitar organisme hidup.” Namun kapsul luar angkasa yang diperlihatkan NASA hingga hari ini hanya berdiameter lebih dari 4 m. Dengan ketebalan dinding yang direkomendasikan oleh Modlin, para astronot, bahkan tanpa peralatan apa pun, tidak akan bisa muat di dalamnya, apalagi bahan bakarnya tidak cukup untuk mengangkat kapsul tersebut. Namun, yang jelas, baik pimpinan NASA maupun para astronot yang mereka kirim ke Bulan tidak membaca buku rekan mereka dan, tanpa menyadarinya, mengatasi semua duri dalam perjalanan menuju bintang.

Namun, mungkinkah NASA benar-benar mengembangkan semacam pakaian antariksa yang sangat andal untuk mereka, menggunakan bahan ultra-ringan (yang jelas sangat rahasia) yang melindungi dari radiasi? Tapi mengapa hal itu tidak digunakan di tempat lain, seperti yang mereka katakan, untuk tujuan damai? Baiklah, mereka tidak ingin membantu Uni Soviet dengan Chernobyl: lagipula, perestroika belum dimulai. Namun, misalnya, pada tahun 1979, di AS yang sama, terjadi kecelakaan besar pada unit reaktor di pembangkit listrik tenaga nuklir Three Mile Island, yang menyebabkan melelehnya inti reaktor. Jadi mengapa para likuidator Amerika tidak menggunakan pakaian antariksa yang didasarkan pada teknologi NASA yang banyak diiklankan, dengan biaya tidak kurang dari $7 juta, untuk melenyapkan bom waktu atom di wilayah mereka?..

Teks yang disajikan di bawah ini harus dianggap sebagai pendapat pribadi penulis. Dia tidak memiliki informasi rahasia (atau akses ke sana). Semua yang dikemukakan adalah fakta dari sumber terbuka ditambah sedikit akal sehat (“analisis kursi berlengan”, jika Anda mau).

Fiksi ilmiah - semua peledakan dan pew-pew di luar angkasa dengan pesawat kecil berkursi tunggal - telah mengajarkan umat manusia untuk secara serius melebih-lebihkan kebaikan Semesta terhadap organisme berprotein hangat. Hal ini terutama terlihat ketika penulis fiksi ilmiah menggambarkan perjalanan ke planet lain. Sayangnya, eksplorasi “ruang nyata” dibandingkan beberapa ratus “kames” yang biasa dilakukan di bawah perlindungan medan magnet bumi akan menjadi pekerjaan yang lebih sulit dibandingkan yang terlihat oleh rata-rata orang satu dekade yang lalu.

Jadi, inilah poin utama saya. Iklim psikologis dan konflik di dalam kru bukanlah masalah utama yang akan dihadapi manusia ketika mengatur penerbangan berawak ke Mars.

Masalah utama seseorang yang bepergian melampaui magnetosfer bumi- masalah dengan huruf kapital “P”.

Apa itu radiasi kosmik dan mengapa kita tidak mati karenanya di Bumi

Radiasi pengion di luar angkasa (di luar beberapa ratus kilometer ruang dekat Bumi yang sebenarnya telah dikuasai manusia) terdiri dari dua bagian.

Radiasi dari Matahari. Ini, pertama-tama, adalah "angin matahari" - aliran partikel yang terus-menerus “berhembus” ke segala arah dari bintang dan sangat baik untuk kapal layar luar angkasa di masa depan, karena akan memungkinkan mereka berakselerasi dengan baik untuk melakukan perjalanan lebih jauh. tata surya. Namun bagi makhluk hidup, bagian utama angin ini tidak terlalu berguna. Sungguh luar biasa bahwa kita terlindungi dari radiasi keras oleh lapisan atmosfer yang tebal, ionosfer (tempat lubang ozon berada), dan juga medan magnet bumi yang kuat.

Selain angin yang menyebar kurang lebih merata, bintang kita juga secara berkala mengeluarkan apa yang disebut jilatan api matahari. Yang terakhir adalah lontaran materi koronal dari Matahari. Hal-hal tersebut sangat serius sehingga dari waktu ke waktu dapat menimbulkan masalah bagi manusia dan teknologi bahkan di Bumi, di mana hal yang paling menyenangkan, saya ulangi, disaring dengan baik.

Jadi, kita mempunyai atmosfer dan medan magnet planet ini. Di ruang angkasa yang sudah cukup dekat, pada jarak sepuluh atau dua ribu kilometer dari Bumi, jilatan api matahari (walaupun yang lemah, hanya beberapa Hiroshima), yang menghantam sebuah kapal, dijamin akan melumpuhkan pengisian hidupnya tanpa ada peluang sedikit pun. kelangsungan hidup. Saat ini kita tidak punya apa-apa untuk mencegah hal ini - pada tingkat perkembangan teknologi dan material saat ini. Untuk alasan ini dan hanya karena alasan ini, umat manusia harus menunda perjalanan berbulan-bulan ke Mars sampai kita menyelesaikan masalah ini setidaknya sebagian. Anda juga harus merencanakannya selama periode matahari paling tenang dan banyak berdoa kepada semua dewa teknis.

Sinar kosmik. Hal-hal jahat yang ada di mana-mana ini ada jumlah yang banyak energi (lebih dari apa yang dapat dipompa LHC menjadi sebuah partikel). Mereka datang dari bagian lain galaksi kita. Masuk ke dalam perisai atmosfer bumi, sinar seperti itu berinteraksi dengan atom-atomnya dan terurai menjadi lusinan partikel yang kurang berenergi, yang mengalir menjadi aliran-aliran yang bahkan lebih tidak berenergi (tetapi juga berbahaya), dan sebagai hasilnya, semua kemegahan ini adalah ditumpahkan sebagai hujan radiasi di permukaan planet. Sekitar 15% radiasi latar di Bumi berasal dari pengunjung luar angkasa. Semakin tinggi Anda tinggal di atas permukaan laut, semakin tinggi pula dosis yang Anda tangkap selama hidup Anda. Dan ini terjadi sepanjang waktu.

Sebagai latihan di sekolah, coba bayangkan apa yang akan terjadi pada sebuah pesawat ruang angkasa dan “isi hidup” di dalamnya jika mereka terkena pancaran sinar tersebut secara langsung di suatu tempat di luar angkasa. Izinkan saya mengingatkan Anda bahwa penerbangan ke Mars akan memakan waktu beberapa bulan, sebuah kapal besar dan kuat harus dibangun untuk ini, dan kemungkinan terjadinya “kontak” yang dijelaskan di atas (atau bahkan lebih dari satu) cukup tinggi. Sayangnya, tidak mungkin untuk mengabaikannya selama penerbangan panjang dengan kru yang masih hidup.

Apa lagi?

Selain radiasi yang mencapai Bumi dari Matahari, terdapat juga radiasi matahari yang ditolak, tidak dapat diterima oleh magnetosfer planet, dan, yang paling penting, terakumulasi*. Temui para pembaca. Ini adalah sabuk radiasi bumi (ERB). Ia juga dikenal sebagai sabuk Van Allen, demikian sebutannya di luar negeri. Para astronot harus mengatasinya, seperti yang mereka katakan, “dengan kecepatan penuh”, agar tidak menerima dosis radiasi yang mematikan hanya dalam beberapa jam. Kontak berulang kali dengan sabuk ini - jika kita, bertentangan dengan akal sehat, memutuskan untuk mengembalikan astronot dari Mars ke Bumi - dapat dengan mudah menghabisi mereka.

*Sebagian besar partikel sabuk Van Allen memperoleh kecepatan berbahaya yang sudah ada di sabuk itu sendiri. Artinya, tidak hanya melindungi kita dari radiasi luar, tetapi juga meningkatkan akumulasi radiasi tersebut.

Sejauh ini kita telah membicarakan tentang luar angkasa. Namun kita tidak boleh lupa bahwa Mars (tidak seperti Bumi) hampir tidak memiliki medan magnet**, dan atmosfernya sangat tipis, sehingga manusia akan terkena faktor negatif ini tidak hanya saat terbang.

**Oke, ada sedikit- dekat kutub selatan.

Oleh karena itu kesimpulannya. Penjajah di masa depan kemungkinan besar tidak akan hidup di permukaan planet ini (seperti yang diperlihatkan dalam film epik “Mission to Mars”), tetapi jauh di lubuk hati. di bawahnya.

Apa yang harus saya lakukan?

Pertama-tama, rupanya, jangan menyimpan ilusi bahwa semua permasalahan ini akan teratasi dengan cepat (dalam belasan, dua, atau tiga tahun). Untuk menghindari kematian kru dari penyakit radiasi, kita harus tidak mengirimnya ke sana sama sekali dan menjelajahi luar angkasa dengan bantuan mesin pintar (omong-omong, bukan keputusan yang paling bodoh), atau kita harus bekerja sangat keras, karena jika saya benar, maka mengirim orang ke Mars dengan penciptaan koloni permanen, tugas satu negara (bahkan Amerika Serikat, bahkan Rusia, bahkan Tiongkok) dalam setengah abad mendatang, atau bahkan lebih lama lagi, benar-benar tak tertahankan. Satu kapal untuk misi semacam itu akan menelan biaya yang setara dengan pembangunan dan pemeliharaan penuh beberapa ISS (lihat di bawah).

Dan ya, saya lupa mengatakan: para pionir Mars jelas akan menjadi “pelaku bom bunuh diri”, karena kemungkinan besar kita tidak akan bisa memberi mereka perjalanan pulang atau kehidupan yang panjang dan nyaman di Mars dalam setengah abad mendatang.

Secara teoritis, seperti apa misi ke Mars jika kita memiliki semua sumber daya dan teknologi yang dimiliki Bumi lama? Bandingkan apa yang dijelaskan di bawah ini dengan apa yang Anda lihat film kultus"Mars".

Misi ke Mars. Versi realistis bersyarat

Pertama, umat manusia harus bekerja keras dan membangun proporsi siklop pesawat ruang angkasa dengan perlindungan anti-radiasi yang kuat, yang sebagian dapat mengkompensasi beban radiasi yang sangat besar pada kru di luar medan magnet bumi dan memastikan pengiriman lebih banyak atau lebih sedikit koloni yang masih hidup ke Mars - dengan satu cara.

Seperti apa rupa kapal itu?

Ini adalah raksasa besar dan kuat dengan diameter puluhan (atau lebih baik lagi ratusan) meter, dilengkapi dengan miliknya sendiri Medan gaya(elektromagnet superkonduktor) dan sumber energi pendukungnya (reaktor nuklir). Dimensi struktur yang besar memungkinkan untuk mengisinya dari dalam dengan bahan penyerap radiasi (misalnya, dapat berupa plastik busa bertimbal atau wadah tertutup dengan air sederhana atau "berat"), yang harus diangkut ke orbit selama beberapa dekade (!) dan dipasang di sekitar kapsul pendukung kehidupan yang relatif kecil, di mana kita akan menempatkan para astronot.

Selain ukuran dan biayanya yang tinggi, kapal Mars harus sangat andal dan, yang terpenting, sepenuhnya otonom dalam hal kendali. Untuk membuat kru tetap hidup, hal teraman yang harus dilakukan adalah dengan menempatkan mereka dalam keadaan koma buatan dan mendinginkan mereka sedikit (hanya beberapa derajat) untuk memperlambat proses metabolisme. Dalam keadaan ini, orang a) akan kurang sensitif terhadap radiasi, b) menggunakan lebih sedikit ruang dan lebih murah untuk melindungi diri dari radiasi yang sama.

Jelasnya, selain kapal, kita memerlukan kecerdasan buatan yang dapat dengan percaya diri mengirimkan kapal ke orbit Mars, menurunkan penjajah ke permukaannya tanpa merusak dirinya sendiri atau muatannya dalam prosesnya, dan kemudian, tanpa partisipasi manusia, mengembalikan kapal tersebut. astronot menuju kesadaran (sudah di Mars). Kita belum memiliki teknologi seperti itu, namun ada harapan bahwa AI semacam itu, dan yang paling penting, sumber daya politik dan ekonomi untuk membangun kapal tersebut, akan muncul di negara kita, katakanlah, mendekati pertengahan abad ini.

Kabar baiknya adalah “feri” Mars untuk penjajah mungkin dapat digunakan kembali. Dia harus melakukan perjalanan seperti pesawat ulang-alik antara Bumi dan tujuan akhir, mengirimkan kiriman “kargo hidup” ke koloni untuk menggantikan mereka yang pergi. penyebab alami" dari orang-orang. Untuk mengirimkan kargo “tak hidup” (makanan, air, udara, dan peralatan), proteksi radiasi tidak terlalu diperlukan, sehingga tidak perlu membuat kapal super menjadi truk Mars. Hal ini diperlukan semata-mata untuk pengiriman penjajah dan mungkin benih tanaman/hewan ternak muda.

Kedua, peralatan dan pasokan air, makanan, dan oksigen ke Mars perlu dikirim terlebih dahulu untuk awak 6-12 orang selama 12-15 tahun (dengan mempertimbangkan semua force majeure). Hal ini sendiri merupakan masalah yang tidak sepele, namun mari kita asumsikan bahwa kita tidak mempunyai sumber daya yang terbatas untuk menyelesaikannya. Mari kita asumsikan bahwa perang dan pergolakan politik di Bumi telah mereda, dan misi Mars sedang dikerjakan dalam waktu dekat. dalam satu dorongan seluruh planet.

Teknologi yang dilemparkan ke Mars, seperti yang sudah Anda duga, sudah lengkap robot otonom dengan kecerdasan buatan dan didukung oleh reaktor nuklir kompak. Mereka harus secara metodis, selama sepuluh hingga satu setengah tahun, terlebih dahulu menggali terowongan yang dalam di bawah permukaan planet merah. Kemudian - dalam beberapa tahun lagi - jaringan kecil terowongan, di mana unit pendukung kehidupan dan perbekalan untuk ekspedisi masa depan harus diseret, dan kemudian semua ini akan dikumpulkan secara rapat menjadi desa sub-Mars yang otonom.

Hunian mirip metro tampaknya menjadi solusi optimal karena dua alasan. Pertama, ini melindungi astronot dari sinar kosmik yang sudah ada di Mars sendiri. Kedua, karena sisa aktivitas “marsotermal” di bawah permukaan planet, suhunya satu atau dua derajat lebih hangat daripada di luar. Ini akan berguna bagi penjajah baik untuk menghemat energi maupun untuk menanam kentang dari kotoran mereka sendiri.

Mari kita perjelas poin penting: Anda harus membangun koloni di belahan bumi selatan, di mana masih terdapat sisa medan magnet di planet ini.

Idealnya, astronot tidak perlu pergi ke permukaan sama sekali (mereka tidak akan melihat Mars “hidup” sama sekali, atau mereka akan melihatnya sekali - saat mendarat). Semua pekerjaan di permukaan harus dilakukan oleh robot, yang tindakannya harus diarahkan oleh penjajah dari bunker mereka. hidup yang singkat(dua puluh tahun dalam kombinasi keadaan yang menguntungkan).

Ketiga, kita perlu membicarakan tentang kru itu sendiri dan metode pemilihannya.

Skema ideal untuk melakukan hal tersebut adalah dengan mencari di seluruh bumi... kembar identik secara genetis (monozigot), yang salah satunya baru saja berubah menjadi donor organ (misalnya, “beruntung” mengalami kecelakaan mobil). Kedengarannya sangat sinis, tapi jangan biarkan hal itu menghentikan Anda membaca teks sampai akhir.

Apa yang diberikan oleh saudara kembar donor kepada kita?

Saudara kembarnya yang sudah meninggal memberi kesempatan kepada saudara laki-lakinya (atau saudara perempuannya) untuk menjadi penjajah ideal di Mars. Faktanya adalah sumsum tulang merah yang pertama, yang dikirim ke planet merah dalam wadah yang juga terlindung dari radiasi, dapat ditransfusikan ke kembaran astronot. Hal ini meningkatkan peluangnya untuk bertahan hidup dari penyakit radiasi, leukemia akut, dan masalah lain yang sangat mungkin terjadi pada penjajah selama bertahun-tahun menjalankan misi.

Lantas, seperti apa proses penyaringan calon penjajah di masa depan?

Kami memilih beberapa juta anak kembar. Kami menunggu sampai sesuatu terjadi pada salah satu dari mereka dan mengajukan penawaran kepada yang tersisa. Sekelompok, katakanlah, seratus ribu kandidat potensial direkrut. Sekarang di dalam kumpulan ini kami melakukan seleksi akhir kompatibilitas psikologis dan kesesuaian profesional.

Tentu saja, untuk memperluas sampel, astronot harus dipilih di seluruh bumi, dan bukan di satu atau dua negara.

Tentu saja, beberapa teknologi untuk mengidentifikasi kandidat yang sangat resisten terhadap radiasi akan sangat membantu. Diketahui bahwa beberapa orang jauh lebih tahan terhadap radiasi dibandingkan yang lain. Tentunya dapat diidentifikasi dengan menggunakan penanda genetik tertentu. Jika kita melengkapi gagasan tentang anak kembar dengan metode ini, bersama-sama mereka akan meningkatkan tingkat kelangsungan hidup penjajah Mars secara signifikan.

Selain itu, akan berguna untuk mempelajari cara mentransfusikan sumsum tulang ke orang-orang yang berada dalam kondisi gravitasi nol. Ini bukan satu-satunya hal yang perlu diciptakan khusus untuk proyek ini, tetapi untungnya, kita masih punya waktu, dan ISS masih berada di orbit Bumi seolah-olah khusus untuk menguji teknologi tersebut.

PS. Saya harus secara khusus membuat reservasi bahwa saya bukanlah penentang perjalanan ruang angkasa dan percaya bahwa cepat atau lambat “ruang angkasa akan menjadi milik kita”. Satu-satunya pertanyaan adalah harga keberhasilan ini, serta waktu yang dihabiskan umat manusia untuk mengembangkan teknologi yang diperlukan. Saya pikir di bawah pengaruh fiksi ilmiah Dan budaya populer Banyak dari kita yang cukup ceroboh dalam memahami kesulitan yang harus diatasi selama ini. Untuk membuat bagian ini sedikit lebih serius« kosmo-optimis» dan teks ini ditulis.

Pada bagian ini saya akan memberi tahu Anda pilihan lain apa yang kita miliki terkait eksplorasi ruang angkasa manusia dalam jangka panjang.

Di mana μ – koefisien redaman massa radiasi sinar-X cm 2 /g, X/ ρ – ketebalan massa pelindung g/cm2. Jika kita memperhitungkan beberapa lapisan, maka di bawah eksponen ada beberapa suku dengan tanda minus.

Laju dosis radiasi yang diserap dari sinar-X per satuan waktu N ditentukan oleh intensitas radiasi SAYA dan koefisien serapan massa μ EN

N = μ EN I

Untuk perhitungan, koefisien kepunahan massal dan penyerapan untuk arti yang berbeda Energi sinar-X diambil berdasarkan Koefisien Atenuasi Massa Sinar-X NIST.

Tabel 1 menunjukkan parameter yang digunakan dan hasil perhitungan dosis radiasi serapan dan ekuivalen dari proteksi.

Tabel 1. Karakteristik radiasi sinar-X, koefisien atenuasi Al dan koefisien serapan dalam tubuh, ketebalan proteksi, hasil perhitungan dosis radiasi serap dan ekuivalen per hari*

*Catatan – ketebalan pelindung LM-5 dan pakaian antariksa “Krechet”, “XA-25” dan “XA-15” berbahan aluminium setara, yang setara dengan lembaran aluminium 5,6, 1,3, 0,9 dan 0,6 mm; ketebalan perlindungan "ХО-25", "Orlan-M" dan A7L dari bahan yang setara dengan jaringan, yang setara dengan 2,3, 1,9 dan 1,5 mm bahan yang setara dengan jaringan.

Tabel ini digunakan untuk memperkirakan dosis radiasi per hari untuk nilai intensitas radiasi sinar-X lainnya, dikalikan dengan koefisien rasio antara nilai fluks yang ditabulasikan dan rata-rata per hari yang diinginkan. Hasil perhitungan ditunjukkan pada Gambar. 3 dan 4 berupa skala dosis radiasi yang diserap.

Perhitungan menunjukkan bahwa modul bulan dengan perisai 1,5 g/cm 2 (atau 5,6 mm Al) sepenuhnya menyerap radiasi sinar-X lembut dan keras dari Matahari. Untuk suar terkuat pada tanggal 4 November 2003 (per 2013 dan tercatat sejak 1976), intensitas radiasi sinar-X pada puncaknya adalah 28·10−4 W/m2 untuk radiasi lunak dan 4·10−4 W /m2 untuk radiasi keras. Intensitas rata-rata per hari masing-masing adalah 10 W/m2 hari dan 1,3 W/m2. Dosis radiasi untuk awak kapal per hari adalah 8 rad atau 0,08 Gy yang aman bagi manusia.

Peluang kejadian seperti 4 November 2003 ditentukan 30 menit dalam 37 tahun. Atau sama dengan ~1/650000 jam−1. Ini adalah kemungkinan yang sangat rendah. Sebagai perbandingan, rata-rata orang menghabiskan ~300.000 jam di luar rumah sepanjang hidupnya, yang setara dengan kemungkinan menjadi saksi mata peristiwa sinar-X pada tanggal 4 November 2003 dengan probabilitas 1/2.

Untuk menentukan kebutuhan radiasi untuk pakaian antariksa, kami mempertimbangkan suar sinar-X di Matahari, ketika intensitasnya meningkat 50 kali lipat untuk radiasi lunak dan 1000 kali lipat untuk radiasi keras relatif terhadap latar belakang rata-rata harian aktivitas matahari maksimum. Menurut Gambar. 4, kemungkinan kejadian tersebut adalah 3 wabah dalam 30 tahun. Intensitas radiasi sinar-X lunak akan sama dengan 4,3 Watt/m2 hari dan untuk radiasi sinar-X keras - 0,26 W/m2.

Persyaratan radiasi dan parameter pakaian antariksa bulan

Dalam pakaian antariksa di permukaan bulan, dosis radiasi setara sinar-X meningkat.

Saat menggunakan pakaian antariksa “Krechet” untuk tabulasi nilai intensitas radiasi, dosis radiasinya adalah 5 mrad/hari. Perlindungan terhadap radiasi sinar-X disediakan oleh lembaran aluminium 1,2-1,3 mm, yang mengurangi intensitas radiasi sebesar ~e9=7600 kali lipat. Bila menggunakan lembaran aluminium dengan ketebalan lebih kecil, dosis radiasi meningkat: untuk 0,9 mm Al – 15 mrad/hari, untuk 0,6 mm Al – 120 mrad/hari.

Menurut IAEA, radiasi latar tersebut dianggap sebagai kondisi normal bagi manusia.

Ketika daya radiasi Matahari meningkat hingga nilai 0,86 Watt/m 2 hari, maka dosis radiasi untuk proteksi 0,6 mm Al sama dengan 1,2 rad/ess, yaitu berada pada batas kondisi normal dan berbahaya bagi kesehatan manusia.

Pakaian antariksa bulan "Krechet". Pemandangan palka ransel terbuka tempat astronot memasuki pakaian antariksa. Dalam kerangka Soviet program bulan perlu untuk membuat pakaian antariksa yang memungkinkannya mencukupi lama bekerja langsung di Bulan. Itu disebut "Krechet" dan menjadi prototipe pakaian antariksa "Orlan", yang saat ini digunakan untuk bekerja di luar angkasa. Berat 106kg.

Dosis radiasi meningkat dengan urutan besarnya ketika menggunakan perlindungan yang setara dengan jaringan (polimer seperti mylar, nilon, kain kempa, fiberglass). Jadi untuk pakaian antariksa Orlan-M, dengan perlindungan 0,21 g/cm 2 zat setara jaringan, intensitas radiasi berkurang ~e3=19 kali lipat dan dosis radiasi dari radiasi sinar-X untuk jaringan tulang tubuh akan menjadi 1,29 rad/esensi. Untuk proteksi 0,25 g/cm 2 dan 0,17 g/cm 2 masing-masing 1,01 dan 1,53 rad/ess.

Awak Apollo 16 John Young (komandan), Thomas Mattingly (pilot modul komando) dan Charles Duke (pilot modul bulan) mengenakan pakaian antariksa A7LB. Sulit untuk mengenakan pakaian antariksa seperti itu sendiri.

Eugene Cernan dalam pakaian antariksa A7LB, misi Apollo 17.

A7L - jenis pakaian antariksa utama yang digunakan oleh astronot NASA dalam program Apollo hingga tahun 1975. Tampilan bagian dari pakaian luar. Pakaian luar termasuk: 1) kain fiberglass tahan api seberat 2 kg, 2) insulasi termal vakum layar (EVTI) untuk melindungi seseorang dari panas berlebih saat berada di bawah sinar matahari dan dari kehilangan panas yang berlebihan di permukaan Bulan yang gelap, adalah satu paket dari 7 lapis film Mylar dan nilon tipis dengan permukaan alumina mengkilat, selubung tipis serat Dacron diletakkan di antara lapisan, beratnya 0,5 kg; 3) lapisan anti meteor yang terbuat dari nilon dengan lapisan neoprena (tebal 3–5 mm) dan berat 2–3 kg. Cangkang bagian dalam pakaian antariksa terbuat dari kain tahan lama, plastik, kain karet, dan karet. Massa cangkang bagian dalam adalah ~20 kg. Perlengkapan tersebut termasuk helm, sarung tangan, sepatu bot, dan cairan pendingin. Berat set pakaian luar angkasa ekstravehicular A7L adalah 34,5 kg

Dengan peningkatan intensitas radiasi Matahari sebesar 0,86 Watt/m 2 hari, dosis radiasi untuk proteksi sebesar 0,25 g/cm 2 , 0,21 g/cm 2 dan 0,17 g/cm 2 zat setara jaringan , masing-masing, adalah 10,9, 12,9 dan 15,3 rad/ess. Dosis ini setara dengan 500-700 prosedur rontgen dada manusia.Dosis tunggal 10-15 rad mempengaruhi sistem saraf dan jiwa, risiko leukemia darah meningkat 5%, dan keterbelakangan mental diamati pada keturunan orang tua. Menurut IAEA, radiasi latar tersebut menimbulkan bahaya yang sangat serius bagi manusia.

Dengan intensitas radiasi sinar X sebesar 4,3 Watt/m 2 hari maka dosis radiasi per hari sebesar 50-75 rad dan menimbulkan penyakit radiasi.

Kosmonot Mikhail Tyurin dengan pakaian antariksa Orlan-M. Setelan itu digunakan di stasiun MIR dan ISS dari tahun 1997 hingga 2009. Berat 112 kg. Saat ini ISS menggunakan Orlan-MK (dimodernisasi, terkomputerisasi). Berat 120kg.

Jalan keluar paling sederhana adalah dengan mengurangi waktu yang dihabiskan astronot di bawah sinar matahari langsung menjadi 1 jam. Dosis radiasi yang diserap pada pakaian antariksa Orlan-M akan berkurang menjadi 0,5 rad. Pendekatan lain adalah dengan beroperasi di bawah bayang-bayang stasiun luar angkasa, sehingga durasi aktivitas ekstravehicular dapat ditingkatkan secara signifikan, meskipun terdapat radiasi sinar-X eksternal yang tinggi. Jika Anda berada di permukaan Bulan jauh di luar dasar Bulan, tidak selalu memungkinkan untuk kembali dan berlindung dengan cepat. Anda dapat menggunakan bayangan lanskap bulan atau payung dari sinar X-ray...

Sederhana cara yang efektif perlindungan terhadap radiasi sinar-X dari Matahari adalah dengan penggunaan lembaran aluminium pada pakaian antariksa. Pada 0,9 mm Al (ketebalan 0,25 g/cm 2 setara aluminium), pakaian tersebut memiliki margin 67 kali lipat dari rata-rata latar belakang sinar-X. Dengan peningkatan latar belakang 10 kali lipat menjadi 0,86 Watt/m 2 hari, dosis radiasinya adalah 0,15 rad/hari. Bahkan dengan peningkatan fluks sinar-X secara tiba-tiba sebesar 50 kali lipat dari rata-rata latar belakang menjadi 4,3 Watt/m 2 hari, dosis radiasi yang diserap per hari tidak akan melebihi 0,75 rad.

Pada 0,7 mm Al (ketebalan 0,20 g/cm 2 setara aluminium), perlindungan ini mempertahankan margin radiasi 35 kali lipat. Pada 0,86 Watt/m2 hari, dosis radiasi tidak lebih dari 0,38 rad/hari. Pada 4,3 Watt/m2 hari, dosis radiasi yang diserap tidak akan melebihi 1,89 rad.

Perhitungan menunjukkan bahwa untuk memberikan proteksi radiasi sebesar 0,25 g/cm 2 setara aluminium, diperlukan setara jaringan sebesar 1,4 g/cm 2. Dengan nilai perlindungan massal pakaian antariksa ini, ketebalannya akan bertambah beberapa kali lipat dan mengurangi kegunaannya.

HASIL DAN KESIMPULAN

Dalam kasus radiasi proton, perlindungan setara jaringan memiliki keunggulan 20-30% dibandingkan aluminium.

Saat terkena radiasi sinar-X, pelindung pakaian berbahan setara aluminium lebih disukai daripada polimer. Kesimpulan ini sejalan dengan hasil penelitian David Smith dan John Scalo.

Pakaian antariksa bulan harus memiliki dua parameter perlindungan:

1) parameter untuk melindungi pakaian antariksa yang terbuat dari bahan yang setara dengan jaringan dari radiasi proton, tidak lebih rendah dari 0,21 g/cm 2 ;
2) parameter perlindungan pakaian antariksa yang terbuat dari aluminium setara dari radiasi sinar-X, tidak lebih rendah dari 0,20 g/cm 2 .

Apabila menggunakan pelindung Al pada kulit terluar pakaian antariksa dengan luas 2,5-3 m2, maka berat pakaian antariksa berbasis Orlan-MK akan bertambah 5-6 kg.

Untuk pakaian antariksa bulan, total dosis radiasi yang diserap dari angin matahari dan sinar-X dari Matahari pada tahun aktivitas matahari maksimum adalah 0,19 rad/hari (dosis radiasi setara – 8,22 mSv/hari). Pakaian antariksa tersebut memiliki margin keamanan radiasi 4 kali lipat untuk angin matahari dan margin keamanan radiasi 35 kali lipat untuk radiasi sinar-X. Tidak diperlukan tindakan perlindungan tambahan, seperti payung radiasi aluminium.

Untuk pakaian antariksa Orlan-M, masing-masing, 1,45 rad/hari (dosis radiasi setara - 20,77 mSv/hari). Pakaian tersebut memiliki margin keamanan radiasi 4 kali lipat untuk angin matahari.

Untuk pakaian antariksa A7L (A7LB) misi Apollo, masing-masing, 1,70 rad/hari (dosis radiasi setara - 23,82 mSv/hari). Pakaian tersebut memiliki margin keamanan radiasi 3 kali lipat untuk angin matahari.

Jika terus menerus berada di permukaan Bulan selama 4 hari dengan pakaian antariksa modern tipe Orlan atau A7L, seseorang memperoleh dosis radiasi 0,06-0,07 Gy, yang membahayakan kesehatannya. Hal ini konsisten dengan temuan David Smith dan John Scalo , bahwa di luar angkasa cislunar dengan pakaian antariksa modern, dalam waktu 100 jam, dengan probabilitas 10%, seseorang akan menerima dosis radiasi di atas 0,1 Gray yang berbahaya bagi kesehatan dan kehidupan. Pakaian antariksa tipe Orlan atau A7L memerlukan tindakan perlindungan sinar-X tambahan, seperti payung radiasi aluminium.

Pakaian antariksa bulan yang diusulkan di pangkalan Orlan memperoleh dosis radiasi 0,76 rad atau 0,0076 Gy dalam 4 hari. (Satu jam paparan angin matahari di permukaan bulan dengan pakaian antariksa sama dengan dua rontgen dada.) Menurut IAEA, risiko radiasi diakui sebagai kondisi normal bagi manusia.

NASA sedang menguji pakaian antariksa baru untuk penerbangan berawak ke Bulan pada tahun 2020 mendatang.

Selain risiko radiasi dari angin matahari dan sinar-X dari Matahari, terdapat pula fluks. Lebih lanjut tentang ini nanti.