Ремонт apple ipad 2 http://stark-service.ru/remont/ipad_2. | http://import-sigaret.com/ купить импортные сигареты.

Космическая радиационная защита

Материал из Большой Форум

Перейти к: навигация, поиск

Воениздат, 1964

Космическая радиация за пределами Магнитосферы представляет серьёзную опасность, требующую усиленных мер защиты, каковые посчитали два советских учёных Бубнов И.Н., Каманин Л.Н, выпустив в 1964 году научно-популярную книгу «Обитаемые космические станции».[1]

Предельно допустимая доза облучения для человека не должна превышать 0,3 рентгена в неделю или 15 рентген в год. Предельной для человека дозой при кратковременном облучении считают 600 рентген.


Содержание

Положение дел в магнитосфере Земли и за её пределами


График изменения веса защиты в зависимости от скорости нарастания условной биологической дозы: 1 - от протонов во внутреннем поясе радиации; 2 - от протонов солнечной вспышки (май 1959 г.)
Первый - внутренний пояс радиации - как бы охватывает земной шар вдоль геомагнитного экватора. Он состоит из частиц с высокой энергией - протонов. Относительно центра Земли этот пояс, как и порождающее его магнитное поле, расположен несимметрично: в западном полушарии нижний край его опускается до высоты 600 км, в восточном - поднимается до 1600 км. В некоторых местах (например, в южной части Атлантического океана) повышенная радиация начинается на еще меньших высотах - 350-400 км, что объясняется влиянием местных магнитных аномалий. По широте внутренний пояс распространяется примерно на 20° к северу и на 20° к югу от экватора. Интенсивность потока заряженных частиц в нем переменна по высоте: с подъемом на каждые 100 км она удваивается и достигает максимального значения на высоте 3000 км. Ионизирующее действие радиации внутреннего пояса вызывают главным образом протоны, которые могут создавать максимальную дозу, равную 50-100 рентгенов в час. Создать надежную защиту при такой дозе радиации можно, лишь применяя очень толстые экраны, вес каждого погонного сантиметра которых, по оценке американских специалистов, на современном уровне техники может составлять до 80 г.

Второй - внешний пояс радиации, - открытый советскими учеными, расположен на высотах от 9000 до 45000 км. Он намного шире внутреннего (распространяется на 50° к северу и на 50° к югу от экватора) и также обладает переменной интенсивностью. Максимальная доза, создаваемая внешним поясом за один час, может составить громадную величину - до 10000 рентген. Однако проблема защиты от радиации внешнего пояса будет, по всей вероятности, менее сложной, чем проблема защиты от радиации внутреннего пояса. Дело в том, что внешний пояс состоит в основном из частиц сравнительно невысокой энергии - электронов, от которых могут неплохо защитить даже обычные материалы обшивки космического корабля. Если же применить довольно тонкие свинцовые экраны, то эту дозу можно снизить в тысячи и десятки тысяч раз.

Что касается третьего - самого внешнего пояса радиации, - расположенного на высотах 45000-80000 км, то, несмотря на его пока еще недостаточную изученность, полагают, что радиация в нем не будет представлять большой опасности из-за малой энергии его частиц.

Обеспечение надежной защиты экипажа космического аппарата от действия радиации солнечных вспышек - весьма сложная задача. Достаточно сказать, что для защиты от средней по интенсивности вспышки 12 мая 1959 г. потребовался бы толстый графитовый экран, вес которого при площади 10 м2 составил бы 5 т.

Итак, наибольшую опасность для экипажа ОКС представят интенсивные потоки протонов при вспышках на Солнце и при прохождении станцией внутреннего пояса радиации, где мощность дозы может достигать 1 рентгена в минуту и более. Как мы уже говорили, именно протоны являются теми частицами, от которых в первую очередь необходимо защищаться. Однако при разработке системы радиационной защиты ОКС нужно учитывать и то, что, попадая в материал обшивки и конструкции, протоны способны создавать вторичные продукты радиации, в частности гамма-лучи и рентгеновские лучи, обладающие еще большей проникающей способностью, чем протоны.

На том же графике можно видеть, что если экипаж ОКС длительное время находится на орбите и существует опасность возникновения солнечной вспышки, то для снижения скорости нарастания дозы до более или менее приемлемого уровня (0,001 рентгена в минуту) свинцовая защита должна иметь толщину, соответствующую погонному весу более 500 кг на квадратный метр.

Электромагнитное поле также может изменять траекторию заряженных частиц, не изменяя их энергии. Для отражения высокоэнергичных протонов важна не только величина электромагнитного поля, но и его форма. Расчеты показывают, что для создания вокруг ОКС сферического защитного электромагнитного поля потребуется громадная электрическая мощность порядка 10-100 Мвт. Несколько эффективнее будут поля других, более сложных форм, например спиральное.[1]
Галактические космические лучи (ГКЛ) — наиболее высокоэнергетичная составляющая корпускулярного потока в межпланетном пространстве — представляет собой ускоренные до высокой энергии ядра химических элементов, среди которых преобладают ядра водорода, гелия и других легких элементов. ГКЛ по своей проникающей способности превосходят все другие виды радиации, кроме нейтрино. Для полного поглощения ГКЛ потребовался бы свинцовый экран толщиной около 15 м.

Энергия частиц ГКЛ составляет в среднем около 10 млрд. эВ, энергия отдельных частиц может достигать 1020 эВ и выше. Химический состав ГКЛ несколько отличается от состава элементов земной коры, метеоритов, а также состава атмосферы Солнца и некоторых звезд. По мере увеличения расстояния от Солнца поток ГКЛ возрастает. Это обусловлено тем, что магнитные поля в Солнечной системе препятствуют проникновению заряженных частиц ГКЛ во внутренние области Солнечной системы, в частности в окрестности Земли.

Значительная часть ГКЛ, приходящих в окрестности Земли, отклоняется ее магнитным полем и поглощается в атмосфере, толщина которой эквивалентна 10 м воды. Взаимодействуя с ядрами атомов атмосферы, ГКЛ образуют так называемые вторичные космические лучи (КЛ)? в состав которых входят протоны, мезоны, электроны, нейтроны и т. д. Общий поток ГКЛ и образованных ими КЛ на уровне моря в средних широтах сравнительно невелик, так что эквивалентная доза облучения ГКЛ составляет около 30—40 мбэр в год и не представляет какой-либо опасности для здоровья людей. Однако в межпланетном пространстве за пределами защитных слоев атмосферы Земли и вне зоны геомагнитного поля доза облучения ГКЛ значительно возрастает и достигает 150—300 мбэр в сутки, или около 50—100 бэр в год, что создает определенную опасность для космонавтов, особенно при длительных космических полетах к другим планетам Солнечной системы. В связи с этим конструкторы будущих космических кораблей должны предусматривать специальную защиту для экипажей этих кораблей.[1]

Захваченные протоны из состава космических лучей и солнечные протоны поясов Ван Аллена вызывают в космическом корабле вторичную радиацию, дозы которой зависят от толщины алюминиевой обшивки в гипотетическом космическом корабле.
Лучший способ ослабить ионизирующую радиацию — это поглотить ее энергию при прохождении через толщу какого-либо вещества. Поэтому проблема защиты космонавта от радиации сводится к изысканию наиболее эффективного экранирующего материала, при этом не следует забывать о требованиях минимального веса. Идеальная защита от радиации должна иметь эффективную плотность земной атмосферы, то есть 1000 г/см2, и такое же магнитное поле, как вокруг земного шара в районе экватора. Для создания эквивалентной защиты от радиации в космосе потребовался бы слой воды толщиной около 10 м или свинцовый экран толщиной около 1 м. Насколько сложна проблема защиты от радиации, видно из графика. На нем показано, какие дозы (в относительных единицах) получат космонавты внутри космического корабля при облучении ионизирующими частицами нескольких видов (первичные протоны, вторичные протоны и нейтроны) в случае использования защитного алюминиевого экрана различной толщины. Увеличение веса экранов не поможет решить проблему, так как при прохождении электронов высоких энергий через металлы генерируется рентгеновское излучение (явление, известное как «тормозное излучение»). Когда корабль проходит через магнитные пояса, в нем возникают мощные потоки вторичной радиации. Другого рода вторичная радиация (потоки мезонов, каскадных и испарительных нейтронов, а также протонов отдачи) возникает в результате ядерных взаимодействий в экранирующем материале. Все эти виды вторичной радиации представляют потенциальную опасность для космонавтов. Если эта опасность велика, для защиты от вторичной радиации в будущих космических кораблях придется делать внутренние экраны. Может быть, вокруг космического корабля будут создаваться искусственные магнитные поля, которые защитят корабль подобно тому, как Землю защищают окружающие ее магнитные пояса.[2]

Корпус корабля «Аполлон», сделанный в основном из алюминия, нержавеющей стали и фенольно-эпоксидных смол, создает экран плотностью 7,5 г/см2. Лунный модуль имеет экран плотностью всего лишь 1,5 г/см2 Как видим, фон в верхних слоях Магнитосферы возрастает минимум тысячекратно, а за её пределами, ещё минимум в десятки раз. [3] Итого, по нижней границе, при самом благоприятном развитии событий радиационный фон при облёте Луны в десятки тысяч раз выше нормы. Чтобы защитить биологическую жизнь, нужны толстые свинцовые, графитовые экраны, или искусственные магнитные поля в сотни Мвт, а Аполлоны, Лунные Модули, скафандры NASA это соломенный домик наивного поросёнка, разоблачающие всю программу Аполлон.


Дозы радиации по легенде НАСА

APOLLO EXPERIENCE REPORT - PROTECTION AGAINST RADIATION by Robert A, Etzglisb, Ricburd E. Bensotz, J. Vernon Builey, m2d Clburles M. Barnes Mumzed S’acecrufi Ceizter. Houston, Texus 77058. N A T I O N A L AERONAUTICS AND SPACE ADMINISTRATION WASHINGTON, D. C. MARCH 1973.

Согласно официальному докладу НАСА получены следующие дозы за 140-290 часов миссий Аполлонов:

Apollo mission Время полёта Цель Полученная доза(Рад)
7 260 часов орбитальный полет 0.16
8 154 часов облёт Луны 0.16
9 241 часов орбитальный полет 0.20
10 192 часов облёт Луны 0.48
11 195 часов посадка на Луну 0.18
12 244 часов посадка на Луну 0.58
13 142 часов облёт Луны 0.24
14 216 часов посадка на Луну 1.14
15 295 часов посадка на Луну 0.30

В докладе NASA официально утверждает, что полученные дозы за 6-12 суток миссий Аполлонов соответствуют двукратному сканированию человека в кабинете флюорографии грудной клетки. Проверим.

Дозы радиации, получаемые при медицинских процедурах

  • флюорография - 0,8 мЗв
  • рентгенография грудной клетки - 0,26 мЗв
  • плечевой пояс, лопатка, ключица - 0,1 мЗв
  • шейные позвонки - 0,22 мЗв
  • грудные позвонки - 0,6 мЗв
  • поясничные позвонки - 1,7 мЗв
  • ребра, грудина - 0,8 мЗв
  • таз, крестец - 1,9 мЗв
  • тазобедренные суставы - 1,5 мЗв
  • бедро - 0,1 мЗв
  • конечности - 0,01 мЗв
  • ЖКТ - 1,1 мЗв
  • череп - 0,17 мЗв
  • челюстно-лицевая система (плюс стоматология) - 0,04 мЗв
  • мочеполовая система - 0,6 мЗв
  • придаточные пазухи носа - 0,08 мЗв
  • компьютерная томография:
  • органы грудной клетки – 11 мЗв
  • шейные позвонки - 5,0 мЗв
  • поясничные позвонки - 5,4 мЗв
  • таз, крестец - 9,5 мЗв
  • ЖКТ – 14 мЗв
  • череп, голова - 2,0 мЗв
  • почки - 9,2 мЗв
  • печень – 10 мЗв

Допустимые дозы на население не более 1 мЗв в год. (Для рентгеновского, гамма и электронного излучения Зиверт=Грей=100 бэр=100 рад=114 Рентген). Например, поглощенная доза при томографии грудной клетки равна 11 рад. Это на порядок выше тех доз, что получили астронавты при "полете" на Луну и возвращении на Землю!

1969 - 1972 был год пика 11-летней солнечной активности

Вариации солнечной активности с начала телескопических наблюдений в 1610 г.. W - число Вольфа
Циклы солнечной активности

18 солнечных вспышек за один месяц, декабрь 2009 г., до максимума солнечной активности два года. Слабая вспышка от 5 декабря была "прямого попадания" в Землю. Диск Солнца специально закрыт ("искусственное затмение"), чтобы выделить окружающие области [4][5]

Период максимальной активности Солнца занимает около 4,2 лет. В это время растет число и размеры отдельных пятен и групп пятен. В солнечной короне над центрами активности в средних широтах развиваются мощные длинные коронарные лучи. В максимуме активности число Вольфа превышает 100-200 единиц. Солнечная корона приобретает "растрепанную" сферическую форму. Концентрация рентгеновского и коротковолнового излучения в 3-4 раза выше, чем в минимуме. Количество вспышек 20-40 за месяц.

За период программы Аполлон с 1968 по 1972 год было отмечено 7 протонных событий, связанных с солнечной активностью.[6][7][8][9] Во время максимума солнечной активности миссия Аполлонов, вдали от Земли, даже в скафандре, в общей сложности за 70 суток, с вероятностью не ниже 35% получит острую лучевую болезнь 1-4 тяжести. Летальный уровень поглощенной дозы ионизирующего излучения определен более 10 Грэй. 1 Грэй соответствует поглощенной дозе, при которой каждому 1 кг массы передается энергия ионизирующего излучения в 1 Дж (1 Гр=100 рад).[10]

За время полета орбитальной станции Мир, то есть почти за 15 лет, аппаратурой Р-16 было надежно зарегистрировано только 15 СПС (протонных событий солнечных вспышек), а остальные СПС с учетом погрешности не выделялись на общем фоне среднесуточных доз. Как видно из рисунка ниже, на фоне среднесуточных доз (5-25 мрад) выделяются два "всплеска', обусловленные двумя мощным СПС в июле (700/500 мрад) и ноябре (285/50 мрад) 2000 года. Файл:Moon 12.jpg

За трое суток СПС астронавт на околоземной орбите может получить дозу несколько рад.

И означает, что во время пика солнечной активности за 180 суток в "прицел" солнечной вспышки с 90% вероятностью попадает орбитальная станция. То, что 1-2 вспышки активного солнца прицельно выстреливают в направлении Земля-Луна за полгода так же подтверждают архивы солнечных вспышек (~ каждая 100 вспышка точно бьёт по Земле). На это так же указывает количество солнечных протонных событий в год максимума солнечной активности.F633.gif

Вариации частоты солнечных протонных событий, наблюдаемых на поверхности Земли, в зависимости от уровня солнечной активности, выраженной в числах Вольфа W (W - среднегодовое число солнечных пятен). Большинство протонных событий, зарегистрированных в 1942-84 гг. на поверхности Земли, произошли в периоды роста или спада активности в 11-летнем солнечном цикле.[11]

Для данных солнечных вспышек поглощенная доза в зависимости от толщины защиты в пределах орбиты Земли представлена на следующем рисунке:

Изменение интенсивности протонов, электронов и рентгеновского излучения во время вспышки солнечной активности, июль 2000 года; с борта спутника GOES, высота 36 тыс.[12]

Для вспышки 14 июля 2000 года путешественник в высокогорье получит дозу эквивалентной рентгеновскому облучению грудной клетки. Последствием такой солнечной активности явилось наблюдения полярного сияния в Москве и Подмосковье в ночь с 15 на 16 июля 2000 года. На околоземной орбите космонавт получает дозу 0,2-0,7 рад за единичный СПС. Астронавты же лунного модуля миссии Аполлон вдали от защитного поля магнитосферы Земли получают опасную для жизни однократную радиационную дозу. Средний радиационный фон для периода минимума солнечной активности - 50 мрад/сутки, для периода пика солнечной активности - 15 мрад/сутки для толщины защиты 3 г/см2 (орбитальная станция "Мир")[13]

Вариации доз радиации на орбитальной станции «Мир» (защита ~ 3 г/см2) и на МКС (защита ~ 10 г/см2)[14]

Это значит, что для данных факторов радиационный безопасности поглощение дозы увеличится в 30 раз.[15] Поглощенная доза за время миссии в пределах только земной орбиты составит 1 - 2 рад. Это в несколько раз выше, чем заявленные значения в докладе NASA. Указанные поглощенные дозы для Аполлонов соответствуют тому, что командный модуль не покидал пределы орбиты Земли и не отправлялся к Луне. Начиная с Аполлон 8, далее Аполлон 10-17 согласно легенде NASA полёт проходит вне зоны безопасности или магнитного поля Земли, и, очевидно, дозы радиации должны вырасти на порядки. Однако, мы видим, что они остались прежними, как для полётов на низкой опорной орбите, Аполлон 7 и 9. Если бы Аполлоны покидали геомагнитное поле Земли на 5-10 суток, полученные дозы облучения от ГКЛ составили бы 0,75 - 3 бэр. Это в несколько раз выше тех значений, что указаны в отчете NASA. Даже если взять биологический коэффициент[16] равным 5 (облучение протонами) и перевести поглощенную дозу в эквивалентную, дозы радиации Аполлонов будут равны дозам облучения от галактических космических лучей. (Других видов радиации в Космосе для NASA нет!)

Формула расчета эквивалентной дозы радиации и её тестирование.

Воздействие ионизирующего излучения на биологическую ткань

Взаимодействие высокоэнергетических частиц c молекулой ДНК в пределах её линейных размеров ~ 20 ангстрем может приводить к нарушениям в её структуре двумя путями: либо через образование свободных радикалов, либо напрямую – путём повреждения самой молекулы.[16]
Альфа-частицы (ядра гелия) и другие высокоэнергетические частицы космических лучей воздействуют на клетки более эффективно, чем электроны и гамма-кванты – лёгкие частицы. Тяжёлые частицы теряют в веществе гораздо больше энергии на единицу пути, нежели более лёгкие. Это наглядно демонстрируется на этом рисунке: при одной и той же дозах радиации от электронов и тяжёлых частиц, число повреждённых клеток в последнем случае больше.

Вода, основное вещество цитоплазмы животной клетки, под действием радиации ионизируется на свободные радикалы, которые могут разрушить молекулярные связи ДНК и, в целом, органоиды и клеточные включения. Не исключён и сценарий прямого повреждения молекулы ДНК или органелл клетки при столкновении с тяжёлой заряженной частицы, когда образуются каскады смещения молекул.

В результате мы имеем генетические последствия, в том числе канцерогенные, а так же клеточные нарушения. На рисунке наглядно демонстрируется эффект воздействия тяжёлых частиц на биологическую ткань: число повреждённых клеток в случае воздействия частиц, более тяжёлых, чем электроны, резко возрастает.

В условиях длительного космического полёта, вне магнитного поля Земли, человек оказывается наедине, в основном, именно с радиацией. Причём это не совсем обычная, привычная для человека радиация. Это – галактические и солнечные космические лучи, в составе которых, есть тяжёлые заряженные частицы. Они, действительно, вызывают нарушения ДНК. Это – очевидно. Не вполне очевидны последствия этого взаимодействия.

Здесь надо отметить, что на сегодняшний день специалисты по космической медицине и биологии не способны дать исчерпывающий ответ. Есть проблемы, которые надо решать в будущих исследованиях. Например, само по себе нарушение ДНК не обязательно должно привести к раку. Более того, молекулы ДНК, получив сигнал опасности о нарушении своей структуры, стараются включить "программу ремонта” самостоятельно. И это происходит, порой, небезуспешно. Любая физическая травма, тот же удар молотком по телу, вызывает гораздо больше нарушений на молекулярном уровне, чем радиация. Но клетки восстанавливают ДНК, и организм "забывает” об этом событии.

Стабильность ДНК чрезвычайно велика: вероятность мутации не превышает 1 на 10 миллионов вне зависимости от локальных условий. Это – фантастическая надёжность биологической структуры, ответственной за воспроизводство жизни. Даже сверхсильные радиационные поля не могут её нарушить. Есть ряд бактерий, которые не мутируют в огромных по мощности радиационных полях, достигающих многих тысяч Гр. Такую дозовую нагрузку не выдерживает даже кристаллический кремний и многие конструкционные материалы.

Проблема здесь, как это представляется биологам, состоит в том, что может быть сбой в программе ремонта: например, хромосома в результате может оказаться в совсем ненужном месте в структуре ДНК. Вот эта ситуация становится уже опасной. Однако и здесь возможна многовариантность последовательности событий.

Во-первых, надо учесть, что процесс мутации – размножении "неправильных клеток” занимает большой промежуток времени. Биологи полагают, что могут пройти десятилетия между первичным неблагоприятным воздействием и негативной реализацией этого эффекта. Это время необходимо, чтобы сформировать новообразование клеток, подвергнутых мутациям, состоящее из многих миллиардов. Поэтому прогноз развития неблагоприятных последствий – дело очень проблематичное.

Другая сторона проблемы воздействия радиации на биологические структуры, состоит в том, что недостаточно изучен процесс воздействия малых доз. Не существует прямой связи между величиной дозы – количеством радиации – и радиационными повреждениями. Как полагают биологи, разные типы хромосом, различным образом реагируют на радиацию. Одним из них для проявления эффекта "требуются” значительные дозы радиации, а другим достаточно и сверхмалых. В чём здесь причина? Ответа на это пока нет. Более того, не вполне ясны последствия воздействия на биологические структуры одновременно двух или нескольких видов радиации: скажем, ГКЛ и СКЛ, или ГКЛ, СКЛ и радиационных поясов. Состав этих видов космического излучения разный, и каждый из них может приводить к своим последствиям. Но не ясен эффект их совместного воздействия. Окончательный ответ на эти вопросы – лишь в результатах будущих исследований. [16] Действие ионизирующих излучений представляет собой сложный процесс. Эффект облучения зависит от величины поглощенной дозы, ее мощности, вида излучения, объема облучения тканей и органов. Для его количественной оценки введены специальные единицы, которые делятся на внесистемные и единицы в системе СИ. Сейчас используются преимущественно единицы системы СИ. Ниже в таблице 1 дан перечень единиц измерения радиологических величин и проведено сравнение единиц системы СИ и внесистемных единиц.[17]

Таблица 1 Единицы измерения радиологических величин

Основные радиологические величины и единицы

ВеличинаНаименование и обозначение
единицы измерения
Соотношения между
единицами
ВнесистемныеСи
Экспозицион-
ная доза, X
Рентген (Р, R)Кулон/кг
(Кл/кг, C/kg)
1 Р=2,58\cdot10-4 Кл/кг
1 Кл/кг=3,88\cdot103 Р
Поглощенная доза, DРад (рад, rad)Грей (Гр, Gy)1 рад-10-2 Гр
1 Гр=1 Дж/кг
Эквивалентная доза, НБэр (бэр, rem)Зиверт (Зв, Sv)1 бэр=10-2 Зв
1 Зв=100 бэр

Экспозиционная доза (X). В качестве количественной меры рентгеновского и гамма-излучения принято использовать во внесистемных единицах экспозиционную дозу, определяемую зарядом вторичных частиц (dQ), образующихся в массе вещества (dm) при полном торможении всех заряженных частиц:

X = dQ / dm

Единица экспозиционной дозы - Рентген (Р). Рентген - это экспозиционная доза рентгеновского и гамма-излучения, создающая в 1куб.см воздуха при температуре О°С и давлении 760 мм рт.ст. суммарный заряд ионов одного знака в одну электростатическую единицу количества электричества. Экспозиционной дозе 1 Р соответствует 2,08 \cdot 10^9 пар ионов (2,08 \cdot 10^9 = 1/(4,8 \cdot 10^{-10})). Если принять среднюю энергию образования 1 пары ионов в воздухе равной 33,85 эВ, то при экспозиционной дозе 1 Р одному кубическому сантиметру воздуха передается энергия, равная: (2,08 \cdot 10^9) \cdot 33,85 \cdot (1,6 \cdot 10^{-12}) = 0,113 эрг, а одному грамму воздуха: 0,113/плотностьвозд=0,113/0,001293 = 87,3 эрг. Поглощение энергии ионизирующего излучения является первичным процессом, дающим начало последовательности физико-химических преобразований в облученной ткани, приводящей к наблюдаемому радиационному эффекту. Поэтому естественно сопоставить наблюдаемый эффект с количеством поглощенной энергии или поглощенной дозы.

Поглощенная доза (D) - основная дозиметрическая величина. Она равна отношению средней энергии dE, переданной ионизирующим излучением веществу в элементарном объеме, к массе dm вещества в этом объеме:

D = dE / dm

Единица поглощенной дозы - Грей (Гр). Внесистемная единица Рад определялась как поглощенная доза любого ионизирующего излучения, равная 100 эрг на 1 грамм облученного вещества.

Эквивалентная доза (Н). Для оценки возможного ущерба здоровью человека в условиях хронического облучения в области радиационной безопасности введено понятие эквивалентной дозы Н, равной произведению поглощенной дозы Dr, созданной облучением - r и усредненной по анализируемому органу или по всему организму, на весовой множитель wr (называемый - коэффициент качества излучения).

Н=∑wrDr

Единицей измерения эквивалентной дозы является Джоуль на килограмм. Она имеет специальное наименование Зиверт (Зв).

Таблица 2 Коэффициент качества излучения[18][19]

Вид излучения Коэффициент качества
Фотоны (γ-излучение и рентгеновские лучи), по определению 1 1
β-частицы 1 1
Мюоны 1 -
α-частицы 20 10
Нейтроны (тепловые, медленные, резонансные), до 10 кэВ 5 3
Нейтроны от 10 кэВ до 100 кэВ - 10
Нейтроны от 100 кэВ до 2 МэВ - 20
Нейтроны от 2 МэВ до 20 МэВ - 10
Нейтроны более 2 МэВ - 5
Протоны, 2…5 МэВ 5 -
Протоны, 5…10 МэВ - 10
Тяжёлые ядра - 20

Таблица 3 Таблица радиационных рисков(значения эквивалентной дозы радиации, приводящие к возникновению определённых радиационных эффектов)

Доза, Зиверт Вероятные эффекты
0-0,25 Нет эффекта, за исключением умеренных изменений в крови
0,25-1 Радиационные заболевания из 5-10% облучённых людей
1-1,5 Радиационные заболевания у ~25% облучённых людей
1,5-2 Радиационные заболевания у ~50% облучённых людей
2-3,5 Радиационные заболевания почти у всех людей, ~20% с летальным исходом
4 50% летальных исходов
7 ~100% летальных исходов

Несколько Зивертов – это громадная доза радиации. Однако и эта доза, если она получена человеком не мгновенно, а постепенно, может и не привести к неблагоприятному исходу. К тому же, не надо забывать о возможной медицинской помощи в случае радиационного заболевания.[16]

Формула расчета эквивалентной дозы радиации

Формула для расчета суммарной эквивалентной дозы радиации за единицу времени, которую человек получает в Космосе для кожи и внутренних органов в зависимости от толщины внешней защиты и ионизирующего излучения вида r:

Н=0,2∑wrnrErexp(-Lz/Lzr - Lp/Lpr), Зв/сек,

где wr - коэффициент качества излучения; nr - плотность потока излучения (частиц/м2с1); Er - энергия частиц излучения (Дж); Lz - толщина защиты (г/см2); Lzr - длина пробега частицы с энергией Er в защищающем материале z (г/см2); Lp - глубина внутренних органов человека (г/см2); Lpr - длина пробега частицы с энергией Er в биологической ткани (г/см2). Данная формула даёт нижний предел дозы радиации с точностью не ниже 80%. Множитель 0,2 перед знаком суммирования имеет размерность м2/кг и представляет собой обратное значение средней эффективной толщины биологической защиты человека. Грубо, данный множитель равен площади поверхности биологического объекта, деленная на седьмую часть массы. Знак суммирования означает, что эквивалентная доза радиации складывается из радиационных эффектов для всех видов излучения, которым подвержен человек. Коэффициент качества излучения wr берется из таблицы 2. Плотность потока nr и энергия частиц Er берутся из данных радиационного излучения. Длины пробегов частицы с энергией Er в защищающем материале Lzr (г/см2) приведены в таблицах ниже.[17]

Таблица 4 Пробеги протонов в алюминии.

Энергия: протонов, МэВ 1 3 5 10 20 40 100 1000
Пробег, см 1.3 \cdot 10^{-3} 7.8 \cdot 10^{-3} 1.8 \cdot 10^{-2} 6.2 \cdot 10^{-2} 2.7 \cdot 10^{-1} 7.0 \cdot 10^{-1} 3.6 148
Пробег, мг/см2 3.45 21 50 170 560 1.9 \cdot 10^3 9.8 \cdot 10^3 400 \cdot 10^3

Таблица 5 Пробеги альфа-частиц в воздухе, биологической ткани, алюминии

Энергия альфа-частиц, МэВ 4 6 8 10
воздух, см 2.5 4.6 7.4 10.6
Биологическая ткань, мкм 31 56 96 130
алюминий, мкм 16 30 48 69

Таблица 6

Эффективные пробеги (в см) электронов в
различных веществах в зависимости от их энергии.

Вещество

Энергия электрона, МэВ

0.050.5550500
Воздух4.11602*1031.7*1046.3*104
Вода4.7 * 10-30.192.61978
Алюминий2*10-30.0560.954.38.6
Свинец5*10-40.020.301.252.5

Длина пробега частицы Lpr с энергией Er в биологической ткани в 1,9 раза больше, чем для алюминия.

Таблица 7. Толщина защиты КА и скафандра

Космический аппарат Толщина, г/см2
Командный модуль "Apollo”

"Shuttle”

МКС

Лунный модуль "Apollo”

Скафандр космонавта

7,5

до 10-11

до 15

1.5

0.25

Пример 1. При внешнем излучении протонами с энергией 40 МэВ, потоком 107 частиц/(м2с1), находясь только в скафандре, астронавт получает эквивалентную дозу радиации для кожи - 0,40 Зв/час, для внутренних органов на глубине 1 см - 0,20 Зв/час, для внутренних органов на глубине 10 см - 0,000 Зв/час.

Пример 2. При том же внешнем излучении в лунном модуле Аполлон астронавт получает эквивалентную дозу радиации для кожи - 0,21 Зв/час, для внутренних органов на глубине 1 см - 0,10 Зв/час, для внутренних органов на глубине 10 см - 0,000 Зв/час.

Пример 3. При том же внешнем излучении в командном модуле Аполлон астронавт получает эквивалентную дозу радиации для кожи - 0,009 Зв/час, для внутренних органов на глубине 1 см - 0,004 Зв/час, для внутренних органов на глубине 10 см - 0,000 Зв/час.

Согласно таблице 1 эквивалентную дозу можно легко перевести в поглощенную или экспозиционную дозу радиации.

Тестирование В качестве тестирования воспользуемся данными для солнечной вспышки 4-11 августа 1972 года.[20] Это была вспышка века. 20% озона Земли было сожжено. Понадобилось более полугода для восстановления озонового экрана. Согласно техническому отчёту Национального управления по исследованию океанов и атмосферы - NOAA (National Oceanic and Atmospheric Administration) ERL SEL-22, МакКиннон, декабрь 1972 г.[21], суммарные дозы радиации, которые астронавты получили бы, если бы с 2 по 11 августа 1972 года летели на Луну, приведены в таблице 8. В таблице показаны средние экспозиционные дозы за сутки, полученные кожей и внутренними органами участниками полета с учетом защиты скафандра, лунного и командного модулей, соответственно.



Таблица 8. Средние экспозиционные дозы за сутки, полученные кожей и внутренними органами
участниками полета 2-11 августа 1972 года с учетом защиты скафандра, лунного и командного модулей, соответственно;
Рентген/сутки


  скафандр лунный модуль командный модуль
  кожа внут. органы, 10 см кожа внут. органы, 10 см кожа внут. органы, 10 см
расчёт NOAA, США 3158 89 1294 71 347 33
настоящий расчёт 3361 82 1062 71 173 45
отн. различие +6% -8% -18% 0% -50% +36%

Как можно видеть из таблицы, мы получаем очень хорошее согласие с с техническим отчётом NOAA ERL SEL-22, МакКиннон. Добавим, что в настоящем расчете предполагается, что материалом защиты КА является только Al. На самом деле в толщину защиты, кроме корпуса из алюминия, входят так же противометеоритные панели, тепловая изоляция, для командного модуля - легированная сталь, дополнительная тепловая защита, наконец, оборудование КА.[22] Самого же Al может быть ничтожное количество. Например, для лунного модуля из-за экономии веса толщина корпуса была всего 0,012 дюймов (0,03 см) алюминия.[23] При использовании более точных данных защиты Аполлон дозы радиации вырастут на 20-50%, так как расстояние пробегов заряженных частиц в используемых материалах защиты, кроме стали, больше, чем в алюминии.

В целом для астронавтов указанные дозы радиации - это летальный исход!

Доза радиации, которую получает космонавт в КА, при пересечении радиационных поясов Земли

Рис. 1. Схема полета пилотируемой лунной экспедиции по программе «Сатурн-V — Аполлон»: 1 — старт с Земли; 2 — отделение разгонного блока первой ступени, включение двигательной установки второй ступени; 3 — отделение разгонного блока второй ступени, на низкую орбиту; 4, 5 — промежуточная орбита; 6 — второе включение двигателя третьей ступени в расчетной точке орбиты и вывод «Аполлона» на траекторию полета к Луне; 7 – отделение основного блока; 8 — сброс конического переходника и перестроение основного блока; 9 — пристыковка основного блока к лунной кабине; 10 — отделение «Аполлона» от разгонного блока третьей ступени; 11 — первая коррекция траектории; 12 — вторая коррекция траектории; 13 — разгонный блок третьей ступени переводится на траекторию прямого попадания на поверхность Луны; 14 — последняя коррекция траектории; 15 — построение лунной орбиты; 16 — построение более низкой орбиты, переход двух астронавтов в лунную кабину через внутренний люк-лаз; 17 — разделение лунной кабины и основного блока; 18 — включение двигателя лунной кабины для торможения на этапе посадки на Луну; 19 - посадочный маневр и прилунение лунной кабины, выход астронавтов на поверхность Луны; 20 — движение по орбите основного блока; 21 — построение орбиты основного блока перед стыковкой; 22 — старт с поверхности Луны взлетной ступени лунной кабины; 23 — сближение взлетной ступени с основным блоком; 24 – стыковка взлетной ступени с основным блоком, который играет роль активного корабля при стыковке; 25 - отделение взлетной ступени после перехода из нее двух астронавтов в основной блок; 26 — сброс взлетной ступени на поверхность Луны; 27 — отделение автоматического спутника на орбите; 28 — переход на траекторию полета к Земле; 29 — первая коррекция траектории; 30 — вторая коррекция траектории (в случае необходимости); 31 - разделение отсека экипажа (спускаемого аппарата) и отсека оборудования с двигательной установкой основного блока; 32 — ориентация спускаемого аппарата перед входом в плотные слои атмосферы; 33 - спускаемый аппарат на участке управляемого спуска в атмосфере Земли, 34 — пропадание радиосигнала при входе в атмосферу; 35 — срабатывание парашютной системы и приводнение спускаемого аппарата с тремя астронавтами в заданном районе океана.
Для определения дозы радиации, которые получает космонавт в космическом аппарате при пересечении радиационных поясов Земли, детально рассмотрим схему полета пилотируемой лунной экспедиции по программе "Сатурн-V — Аполлон".

В этой схеме ракетный блок ракеты-носителя «Сатурн-V» сначала выводил космический корабль «Аполлон» на околоземную орбиту, а потом — на траекторию движения к Луне. На рисунке ниже показана схема лунной экспедиции по программе «Сатурн-V—Аполлон». Недостаток этой схемы — невозможность спасти экипаж взлетного модуля лунного корабля, если не удается его встреча с орбитальным (основным) блоком корабля «Аполлон», остающимся на окололунной орбите. Кроме того, при такой схеме появлялось ограничение по времени старта этого модуля с поверхности Луны, зависящее от параметров орбиты орбитального блока. Проще говоря, космонавты должны были дождаться, когда орбитальный блок облетит Луну и окажется над ними, и только тогда стартовать с поверхности. Наконец, такая схема имеет ограничение на районы посадки лунного корабля на поверхность Луны, также зависящее от параметров орбиты орбитального блока.[24]

В соответствии с программой в момент Т+2 мин 15 с (Т - момент отрыва от стартового стола) должен быть выключен центральный двигатель первой ступени (обоз. 2), а в момент Т+2 мин 40,8 с - остальные. Еще через 2,4 с включаются двигатели второй ступени S-II, а через 25 с после этого сбрасывается система аварийного спасения вместе с теплозащитным экраном (обоз. 3). Двигатели второй ступени выключаются в момент Т+9 мин 11,4 с на высоте 185,9 км при дальности 1640 км и скорости 6,94 км/с. В момент Т+9 мин 15,4 с включается двигатель J-2 третьей ступени S-IVB, который, не выработав всего топлива, выключается в момент Т+11 мин 40,1 с. В результате третья ступень вместе с приборным отсеком IU и кораблем «Аполлон» (масса 136 т) достигает скорости 7,79 км/с на расстоянии 2713 км от мыса Канаверал и выходит на орбиту высотой 188 км и наклонением 32,6° (обоз. 4). В момент Т+2 ч 44 мин 14,8 с на втором витке повторно включается двигатель J-2 ступени S-IVB и через 5 мин 48,3 с сообщает приращение скорости 3041,2 м/с (обоз. 6). В результате третья ступень с кораблем «Аполлон» (общая масса 63 т) выходит на траекторию полета к Луне на высоте 322,7 км с начальной скоростью 10 846,7 м/с (обоз. 7). На пути к Луне производится перестроение отсеков корабля (обоз. 8-10). После этого корабль принимает конфигурацию, показанную на рис. (обоз. 11), повторно разворачивается на 180° и после получения слабого импульса (6 м/с при полете «Аполлона-11») удаляется от ступени S-IVB.[25]

Около ближайшей к Луне точки траектории (над обратной стороной Луны) включается примерно на 6 мин маршевый двигатель основного блока, уменьшающий селеноцентрическую скорость примерно с 2,5 км/с до 1,7 км/с и корабль переходит на эллиптическую окололунную орбиту с апоселением на высоте примерно 315 км (обоз. 15).

Заключительный этап посадки начинается включением двигателя посадочной ступени вблизи периселения, на высоте 15 км и расстоянии 480 км от места посадки (обоз. 17). Через 26 с тяга двигателя делается максимальной. Еще через 4 мин бортовой радиолокатор начинает сообщать высоту, а через 2 мин после этого - скорость корабля относительно поверхности. При этом тяга уменьшается до 60% от максимальной. Через 8 мин 24 с торможения на высоте 2,35 км и расстоянии 8,2 км от места посадки, при горизонтальной скорости 152 м/с и вертикальной 45,7 м/с начинается этап дальнего подхода с возможностью ручного управления (обоз. 18). Наконец, через 10 мин 6 с после начала торможения начинается этап ближнего подхода - до места посадки 550 м, высота 159 м, горизонтальная составляющая скорости 16,8 м/с, спуск почти вертикален. Вертикальное снижение начинается на высоте 46 м, причем автоматически поддерживается постоянной скорость 0,9 м/с. Предусмотрена возможность зависания над Луной, для чего тяга должна уменьшаться в точном соответствии с массой корабля, чтобы не начался подъем. Двигатель выключается космонавтами через 1 с после того, как получен сигнал о касании поверхности одним из щупов (стержни длиной 170 см) на пятах посадочных опор. Такова расчетная схема посадки корабля «Аполлон-11».

Возвращение двух космонавтов с Луны (обоз. 22) начинается вертикальным стартом взлетной ступени с помощью основного двигателя. Затем ступень отклоняется от вертикали и через 7 мин после старта выходит (обоз. 23) на начальную орбиту с периселением на высоте 16,7 км и апоселением на высоте 83,3 км. Последующее сложное маневрирование производится с помощью двигателей системы ориентации и стабилизации.

После перехода двух космонавтов в основной блок (обоз. 28), взлетная ступень лунного корабля отделялась. Начиная с полета «Аполлона-12», она затем с помощью тормозного импульса основного двигателя по очень пологой траектории сбрасывалась на Луну. Скорость удара 1,68 км/с позволяла провести сейсмический эксперимент.

Основной блок после некоторого периода обращения вокруг Луны разгонялся с помощью маршевого двигателя на 0,9-:-1,0 км/с, что доводило его селеноцентрическую скорость до примерно 2,5 км/с (обоз. 29).

Перед входом в атмосферу Земли, через 2,5-3 сут, отделялся служебный отсек (обоз. 31), а командный отсек (обоз. 33) совершал спуск с аэродинамическим качеством до 0,4 (возможны маневры по дальности от 100 до 5000 км), завершавшийся приводнением на парашютах в Тихом океане со скоростью 10 м/с (обоз. 35). Минимальная продолжительность экспедиции («Аполлон-11») составила 195 ч 17 мин 53 с, максимальная («Аполлон-17») - 301 ч 51 мин 5 с.

В случае трагического полета корабля «Аполлон-13» 14 апреля 1970 г. в 3 часа по Гринвичу на пути к Луне при расстоянии от Земли 330 000 км вследствие неисправности электропроводки в служебном отсеке произошел взрыв кислородного бака, который питал водородно-кислородные топливные элементы и систему жизнеобеспечения. Лунный отсек стал играть роль спасательной шлюпки. В режиме крайней экономии использовались его ресурсы электроэнергии, воды и кислорода. Ориентация и коррекция траектории осуществлялись с помощью двигателей системы ориентации лунного отсека и посадочного двигателя. Ориентация часто нарушалась истечением газов из служебного отсека. Корабль был окружен в полете роем осколков. Корректирующий импульс 11,3 м/с перевел в 8 ч 43 мин корабль на траекторию облета Луны с возвращением в атмосферу. После облета Луны (минимальное расстояние - 250 км) 15 апреля в 02 ч 40 мин был сообщен корректирующий импульс 265 м/с (посадочный двигатель работал 4 мин 24 с), что сократило на 10 ч полет до Земли и обеспечило приводнение в Тихом океане. 17 апреля в 12 ч 53 мин на расстоянии 72 000 км от Земли с помощью двигателей системы ориентации лунного отсека была проведена последняя коррекция, увеличившая угол входа в атмосферу до 6,85°. В 13 ч 16 мин был отделен служебный отсек, а в 16 ч 43 мин на расстоянии 21 000 км от Земли - лунный (до этого двое космонавтов помещались в лунном отсеке, а один - в переходном туннеле). Благополучное приводнение командного отсека с космонавтами произошло 17 апреля в 18 ч 08 мин в расчетной точке юго-восточнее островов Самоа (время всюду по Гринвичу).

Такова официальная легенда NASA.[26][27][28] Как Аполлоны преодолели радиационный пояс Земли, как они обошли опасную зону радиации на пути Земля-Луна, как облетали пояс высокоэнергичных протонов при возвращении Луна-Земля, неизвестно.

Из официальных источников можно сделать выводы:

Рис. 2. Схема полёта корабля «Аполлон-11»: А - участок разгона и вывода корабля на околоземную орбиту, Б – участок околоземной орбиты; В - участок разгона до второй космической скорости и выхода на трассу к Луне; Г - корабль летит к Луне
Рис. 3 Корабль удаляется от Земли не по прямой линии.

1. Согласно схеме НАСА (рис. 2) после старта с космодрома и короткого участка разгона (этап А) «Сатурн-5» выводил корабль «Аполлон» на низкую околоземную орбиту с высотой 160-170 км, периодом 88 минут и наклонением плоскости орбиты к эклиптике 23-33 градуса (этап Б). Двигатель последней ступени ракеты-носителя включался для перевода корабля на траекторию полёта к Луне в конце второго витка и работает 342-348 секунды (этап В). В результате третья ступень с кораблем «Аполлон» выходит на траекторию полета к Луне на высоте 322,7 км с начальной скоростью 10 846,7 м/с (этап В). Через 5 минут от этапа В расстояние до Земли 948 км; 10 мин. – 2 306 км; 17 мин. – 4 415 км; 21 мин. – 5 815 км. Через 31 минуту полётного времени начинается манёвр перестроения отсеков, который завершается через 8-9 минут. Через 47 минут расстояние до Земли составляет 12 314 тыс. км. Внутренний радиационный пояс Ван Алена пройден.[29] Через 64 минуты расстояние от Земли 21767 км. Через 87 минуты полётного времени корабль (сцепка из командного и лунного модулей) отделяется от последней ступени ракеты-носителя, отдаляется от неё на безопасное расстояние и начинает самостоятельный полёт к Луне (этап Г). Через 104 минут расстояние от Земли 29437 км. Через 196 минуты от этапа В расстояние до Земли 51741 км. Радиационный пояс Земли пройден полностью.

Любая орбита может иметь только форму окружности, эллипса, параболы или гиперболы, в фокусе которых находится центр гравитационной массы. Это значит, что радиационные пояса Аполлоны проходят не по прямой и не со второй космической скоростью - 11 км/с, а со скоростью удаления от Земли - разгон в течении 5,5 минут до 3041,2 м/с (участок В) и удаление по геоцентрической орбите.

2. При возвращение Аполлонов к Земле движение сквозь радиационные пояса проходило практически по прямой линии со скоростью 9-10 км/с. На высоте 120 км скорость Аполлонов достигала второй космической.[30] Торможение происходило в атмосфере Земли.

3. Существенно отклониться от плоскости эклиптики (плоскость орбиты Земли) Аполлоны не могли, так как это равнозначно пролёту мимо Луны, перерасходу топлива и не выполнению программы. Ниже приведена таблица угла наклона низкой околоземной орбиты перед разгоном и входом в пояс Ван Алена и координаты места посадки Аполлонов после прохождения радиационного пояса.

Таблица 1. Угол наклона низкой околоземной орбиты перед разгоном и входом в пояс Ван Алена и координаты места посадки Аполлонов после прохождения радиационного пояса

Аполлон Наклон низкой околоземной орбиты к эклиптике перед разгоном к Луне и входом в пояс Ван Алена; градус осадка на Земле после прохождения пояса Ван Алена; координаты
Аполлон 8[31][32] 32,5 8.10° с. ш., 165.00° з. д.
Аполлон 10[31][33] 23,46 15.02° ю. ш., 164.7° з. д. (G)
Аполлон 11[31][28] 32,5 13.5° с. ш., 169.25° з. д.
Аполлон 12[31][34] 32,5 15.8° ю. ш., 165.2° з. д. (G).
Аполлон 13[31][35] 32,55 21.63 ° с. ш., 165.37 ° з. д.
Аполлон 14[31][34] 31,3 27.03° ю. ш., 172.7° з. д. (G)
Аполлон 15[31][36] 29,7 26°7' с.ш., 158 °8' з. д
Аполлон 16[31][37] 32,5 0°43' ю.ш., 156°13' з. д.
Аполлон 17[31][36] 28,7 17°53' ю.ш., 166°7' з. д.

Воспользуемся этими данными и составим схему положений Аполлонов относительно пояса Ван Алена. При разгоне космического аппарата с низкой околоземной орбиты в направлении Луны:

Рис. 4. Прохождение Аполлонами пояса Ван Алена. "Apollo" - начальное положение Аполлонов на этапе В: траектория полета к Луне на высоте 322,7 км с начальной скоростью 10 846,7 м/с, наклон орбиты 23-33 градусов.[38] Схема строения радиационных поясов взята на середину 1959 г. (после анализа результатов с КА «Пионер-1, -2, -3, -4» и с III советского ИСЗ).[39]Максимумы в радиационных поясах находятся на удалении радиуса 1,5 земных (внутренний протонный) и 3,5 (внешний электронный). Цифры у контуров постоянной интенсивности характеризуют скорость учета экранированного счетчика Гейгера (в имп/с). На геомагнитном экваторе указано относительное расстояние от центра Земли в Rз (радиус Земли, 6371 км).

Относительное положение мест посадок Аполлонов на Земле и радиационного пояса Ван Алена: Подлёт к Земле Аполлонов в официальном докладе НАСА описан мимолетом. Для Аполлон 11 доклад отсутствует...[40]... Ниже согласно официальному докладу НАСА приведено возвращение на Землю Аполлон-8:[41]

  • 134 часов 11 минут - скорость 2171 м/c, расстояние до Земли 136959 км.
  • 138 часов 57 минут - скорость 2610 м/c, расстояние до Земли 97684 км.
  • 139 часов 15 минут - скорость 2651 м/c, расстояние до Земли 94819 км.
  • 142 часов 59 минут - скорость 3444 м/c, расстояние до Земли 56345 км.
  • 143 часов, 36 минут - скорость 3680 м/c, расстояние до Земли 49000 км. Вхождение в радиационный пояс.
  • 144 часов, 38 минут - скорость 4276 м/c , расстояние до Земли 35188 км.
  • 145 часов, 32 минут - скорость 5264 м/c, расстояние до Земли 21531 км.
  • 145 часов, 45 минут - скорость 5588 м/c, расстояние до Земли 17779 км.
  • 146 часов, 12 минут - скорость 7103 м/c, расстояние до Земли 9167 км. Вхождение во внутренний радиационный пояс.
  • 146 часов, 31 минуту полётного времени произошло отделение отсека экипажа от двигательного отсека командного модуля.
  • 146 часов 40 минут - скорость 10387 м/c, расстояние до Земли 333 км. Радиационный пояс пройден.
  • 146 часов, 48 минут - 35-40 км над Землей.

Полёт продолжался 147 часов 00 минут 11 секунд.

Рис. 5 показывает, что возвращение астронавтов на Землю осуществляется вблизи геомагнитного экватора, для Аполлон 10, 12, 16 и 17 точно в плоскости геомагнитного экватора. Это равнозначно тому, что астронавты неизбежно проходят через внутренний пояс Ван Ален и получают дозу радиации...

Таким образом, при полете на Луну по программе "Сатурн-V — Аполлон" космический аппарат и астронавты обязательно пересекают радиационный пояс Земли.

Дозы радиации при полете на Луну

Рис. 1. Усредненные по времени профили плотности потоков протонов в плоскости геомагнитного экватора (цифры у кривых соответствуют нижнему пределу энергии протонов в МэВ).
Рис. 2. Распределение интегральных потоков протонов в плоскости геомагнитного экватора. L - расстояние от центра Земли, выраженное в радиусах Земли. (Цифры у кривых соответствуют нижнему пределу энергии протонов в МэВ).
Рис. 3. Меридиональное сечение радиационного пояса Земли и места приводнения Аполлонов. Оболочки L = 1-3 - внутренняя часть пояса РПЗ; L = 3,5-7 - внешняя часть РПЗ; L равен радиусу Земли. Красными точками обозначены места приводнения Аполлон 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, находящиеся вблизи геомагнитного экватора.
Для определения доз радиации при полете на Луну мы рассмотрели солнечный ветер и потоки протонов и электронов; солнечные вспышки, которые во время максимумов активности вместе с рентгеновским излучением Солнца резко повышают радиационную опасность для космонавтов; галактические космические лучи (ГКЛ), как наиболее высокоэнергетическую составляющую корпускулярного потока в межпланетном пространстве (150—300 мбэр в сутки); так же коснулись радиационного пояса Земли (РПЗ). Было указано, что для космонавтов РПЗ один из наиболее опасных факторов на трассе сообщений Земля-Луна.

Протонная составляющая радиационного пояса Земли

На рис. 1 приведено распределение протонов различных энергий в плоскости геомагнитного экватор4.7 * 10, McKinnon, Dec, 1972, Dep. of Commerce.а. По оси абсцисс отложен параметр L в радиусах Земли, по оси ординат - плотность потока протонов в см-2 с-1. На этом рисунке представлены усредненные по времени значения плотности потоков протонов по данным советских и зарубежных авторов, относящиеся к периоду I96I-I975 гг.[43] На рис. 2 приведены результаты последних исследований состава и динамики протонной составляющей радиационного пояса Земли, выполненных на искусственных спутниках Земли и орбитальных станциях.[44] Воспользуемся формулой для расчета эквивалентной дозы радиации за единицу времени, которую человек получает в Космосе для кожи и внутренних органов в зависимости от толщины внешней защиты и ионизирующего излучения. В таблице 1 приведены эквивалентные дозы радиации, которые получает астронавт при прохождении внутреннего протонного РПЗ, находясь в командном модуле Apollo (7,5 г/см2).

Табл. 1. Эквивалентные дозы радиации, полученные кожей и внутренними органами астронавта с учетом защиты командного модуля Apollo при прохождении внутреннего протонного РПЗ.
энергия протонов,   МэВ плотность потока,  частиц/(сек см2) время пролета   рад. пояса; мин эк. доза  радиации в ком.  модуле Apollo (7,5 г/см2),  Зиверт
кожа вн. органы на глуб.  1 см вн. органы на глуб. 10 см
1000 10 10 0,00 0,00 0,00
500 100 20 0,19 0,19 0,17
200 1000 20 0,60 0,59 0,40
170 5000 20 2,23 2,09 1,10
105 8000 20 2,00 1,65 0,45
50 10000 33 0,27 0,16 0,00
30 20000 40 0,00 0,00 0,00
20 70000 45 0,00 0,00 0,00
      ИТОГО:5,29 ИТОГО:4,68 ИТОГО:2,12
* Более точный расчёт дозы радиации связан с учётом пика Брэгга; увеличит значение дозы радиации в 1,5-2 раза.

Во время магнитных бурь наблюдаются значительные вариации высокоэнергетичных протонов. Появление нового мощного пояса протонов на L~2.5 было зарегистрировано на ИСЗ CRRES 24 марта 1991 г.. В момент гигантского внезапного импульса геомагнитного поля на L~2.8 сформировался новый пояс протонов, эквивалентный стабильному внутреннему поясу, имеющему максимум на L~1.5. На рис. 4. показаны радиальные профили радиационных поясов для протонов с Ер=20-80 МэВ и электронов с Ее>15 МэВ, построенные по данным измерений на ИСЗ CRRES до события 24 марта 1991 г. (день 80), через три дня после образования нового пояса (день 86) и через ~6 месяцев (день 257). Видно, что потоки протонов расширились более чем в два раза, а потоки электронов с Ее>15 МэВ превысили спокойный уровень почти на три порядка величины. В дальнейшем они регистрировались до середины 1993 г. Аполлонам 17 (последняя высадка на Луну) за полгода до старта предшествовало три мощных магнитных шторма - 17-19 июня, 4-8 августа после мощного солнечно-протонного события, 31 октября по 1 ноября 1972 гг.. Это же касается Аполлона 8 (первый облёт Луны с человеком на борту), которому предшествовал мощный магнитный шторм за два месяца, 30-31 октября 1968 гг.. Очевидно, следовало ожидать значительное расширение протонного пояса и увеличение дозы радиации до 10 Зивертов. Это смертельная доза радиации для человека.

Для потоков протонов существует высотный ход интенсивности протонов, который может быть записан в виде:

J(B) = J(Bэ)(BЭ/B)n

где В и В - напряженность магнитного поля в искомой точке и на экваторе, a J(В) и J(Вэ) - интенсивности как функции В и Вэ; n=1,8-2[44] Например, для протонов в плоскости геомагнитного экватора на широтах λ~30° (В/Вэ=3) и λ~44° (В/Вэ=10) значение доз радиации протонной составляющей уменьшится, соответственно, в 10 и 100 раз.

И если на траектории Земля-Луна полёт по легенде НАСА проходил выше геомагнитной широты 10 градусов, тогда, согласно универсальному высотному ходу интенсивности потоков протонов, дозы радиации можно уменьшить на порядок. Однако, возвращение на Землю и приводнение было вблизи геомагнитного экватора (Аполлон 10, Аполлон 12 и Аполлон 17 - 0-2 градуса северной геомагнитной широты, с учётом ежегодного смещения магнитных полюсов). Дозы радиации будут соответствовать максимальным значениям.

Прохождение протонного радиационного пояса Земли вызывает эффект на три порядка выше официальных доз радиации для Аполлонов. Результатом является острая лучевая болезнь, старт к Луне по схеме НАСА после магнитных штормов - это 100% летальный исход. Реальные полученные дозы радиации будут много выше, чем официальные НАСА. Очевидно, высадка американцев - это придуманная легенда. К сожалению, данная очевидность, требует самых основательных и самых упорных доказательств. Ибо слишком многим недостаёт глаз, чтобы видеть её (Ф. Ницше).

Электронная составляющая радиационного пояса Земли

Внешний пояс радиации открыт советскими учеными, расположен на высотах от 9000 до 45000 км. Он намного шире внутреннего (распространяется на 50° к северу и на 50° к югу от экватора). Электронная компонента радиационных поясов испытывает значительные пространственные и временные вариации в зависимости от трех параметров: местного времени, уровня геомагнитного возмущения и фазы цикла солнечной активности. Максимальная поглощённая доза, создаваемая внешним поясом за один час, может составить громадную величину — до 100 Грей. Проблема защиты от радиации внешнего пояса менее сложная, чем проблема защиты от радиации внутреннего пояса. Внешний пояс состоит в основном из электронов невысокой энергии, от которых защищают обычные материалы обшивки космического корабля. Однако при такой защите создается жесткое и мягкое рентгеновское излучение (эффект "рентгеновской трубки"). Рентгеновское излучение является ионизирующим и глубоко проникающим при прочих равных условиях для других видов излучения. Полёт через радиационный пояс на пути к Луне и обратно длится около 7 часов. Аполлон 13 по легенде НАСА вовсе "возвращался" в лунном модуле с толщиной защиты в пять раз меньше, чем для командного модуля. В течение этого времени излучение воздействует на ткани живых организмов, неизбежно приводит к лучевой болезни, лучевым ожогам, злокачественным опухолям, наконец, к мутагенному фактору. Файл:Van Allen 2.gif

Рис. 1. Усредненные во времени и по всем значениям долготы профили интенсивности электронов различных энергий на геомагнитном экваторе. Цифры у кривых соответствуют энергии электронов в МэВ. (а) и (б) - для эпох минимума и максимума солнечной активности.

Рисунок показывает, что в эпоху максимума солнечной активности доза радиации, создаваемая внешним поясом, возрастает в 4-7 раза. Напомним, что 1969 - 1972 был год пика 11-летней солнечной активности. Как и для протонов, для электронной составляющей РПЗ существует универсальный высотный ход, n=0,46 [50]. Высотный ход для электронов менее критичен, чем для протонов. Например, для электронов на широтах λ~30° (В/Вэ=3) и λ~44° (В/Вэ=10) значение доз радиации электронной составляющей уменьшится, соответственно, в 1,7 и 3,1 раз. Это значит, что по схеме НАСА полёта к Луне Аполлоны никак не могут миновать электронную составляющую РПЗ.

Табл. 1. Характеристика электронной составляющей РПЗ, эффективный пробег электронов в Al, время пролета Аполлонов, отношение удельных радиационных и ионизационных потерь энергии, коэффициенты поглощения рентгеновских лучей для Al и воды, эквивалентная и поглощенная доза радиации.

Данные потоков электронов в РПЗ и время пролётов Apollo

Доза радиации для Apollo от электронной составляющей РПЗ

 E, МэВ проб в Al, см поток, /см2сек1 Дж/м2сек врем полет,  *103 сек Энер,  Дж/м2 доля рентг, % коэф ослаб в Al, см-1 коэф ослаб  в орган,  см-1 Команд модуль Apollo Лунный модуль Apollo
0,05 0,002 9*107  0,00720 16 115,2 0,082 0,99 0,61 0,0001 0,0067
0,1 0,006 3*107 0,00480 14 67,2 0,164 0,46 0,46 0,0035 0,0153
0,3 0,027 8*106 0,00384 12 46,08 0,492 0,28 0,32 0,0182 0,0378
0,5 0,056 3*106 0,00240 10 24 0,82 0,23 0,26 0,0191 0,0341
1 0,151 1*106 0,00160 7 11,2 1,64 0,167 0,19 0,0209 0,0326
1,8 0,311 3*105 0,00086 6 5,184 2,952 0,121 0,14 0,0195 0,0272
3 0,551 8*104 0,00038 6 2,304 4,92 0,096 0,11 0,0150 0,0196
20 3,887 103 0,00003 1
0,032 32,8 0,057 0,05 0,0011 0,0000
 

 

Итого:
0,098 Зв
Итого:
0,173 Зв
Итого:
9,76 рад
Итого:
17,34 рад

Результаты показывают, что обычная защита КА в тысяч раз снижает радиационное воздействие электронной компоненты радиационных поясов. Полученные значения дозы радиации не опасны для жизни космонавтов. Основной вклад в дозы радиации вносят электроны с энергией 0.3-3 МэВ, которые генерируют жесткое рентгеновское излучение. Отметим обстоятельство, что радиационный эффект на порядок выше, чем даёт официальный доклад НАСА для миссий Аполлонов. Так для Аполлон 13 значение поглощенной дозы составляет 0,24 рад. Расчёт даёт значение ~17 рад, это в 70 раз больше. При этом радиационный эффект увеличивается почти в два раза при уменьшении эффективной защиты с 7,5 до 1,5 г/см2. Доклад НАСА указывает на обратное.

Для электронной составляющей РПЗ существует сезонные вариации. На рис. 1 представлены потоки релятивистских электронов за один пролет пояса по данным ИСЗ ГЛОНАСС и геомагнитные индексы Кр и Dst за 1994-1996 гг. Жирные линии представляют результаты сглаживания измерений. Представленные данные демонстрируют хорошо заметные сезонные вариации: потоки электронов весной и осенью в 5-6 раз больше минимальных – зимой и летом. Файл:Radiation 4.gif

Рис. 1. Временной ход проинтегрированных за пролет спутника ГЛОНАСС через радиационный пояс потоков электронов с энергией 0.8-1.2 МэВ (флюенсов) за период с июня 1994 г. по июль 1996 г. Приведены также индексы геомагнитной активности: суточный Кр- индекс и Dst-вариация. Жирные линии – сглаженные значения флюенсов и Кр-индекса.

Запуск и посадка Аполлон 13 состоялись весной, соответственно, 11.04.1970 и 17.04.1970. Очевидно, потоки электронов будут в несколько раз выше, чем усредненные. Это значит, что значение поглощенной дозы радиации вырастит в несколько раз и составит 43-52 рад. Это в 200 раз больше официальных данных. Аналогично, для Аполлон 16 (запуск и посадка, соответственно, 16.04.1972 и 27.04.1972) доза радиации составит 25-30 рад. Во время магнитных бурь происходит изменение интенсивности электронов в РПЗ иногда в 10-100 раз и более в эпоху максимума солнечной активности. В этом случае дозы радиации могут возрасти до опасных значений для жизни космонавтов и составить 10 Зивертов и более. Как правило, в эти периоды преобладает инжекция частиц, особенно при сильных магнитных возмущениях. На рис. 2 приведены профили интенсивности электронов различных энергий в спокойных условиях (рис. 6а) и через 2 дня после магнитной бури 4 сентября 1966 года (рис. 6б).[43] Файл:Van Allen 3.gif

Рис. 2. Профили потоков электронов в спокойных условиях за шесть дней до бури (а) и спустя два дня после магнитной бури (б). Цифры у кривых-энергий электронов в кэВ.

Одним из полетов к Луне по отчёту НАСА был Аполлон 14: Алан Шепард, Эдгар Митчелл, Стюарт Руса 31.01.1971 — 09.02.1971 GMT / 216:01:58 Третья высадка на Луну: 05.02.1971 09:18:11 — 06.02.1971 18:48:42 33 ч 31 мин / 9 ч 23 мин 42.9. 27 января за несколько дней до старта Аполлон началась умеренная магнитная буря, перешедшая в малую бурю 31 января,[45] которые вызвала солнечная вспышка в направлении к Земле 24.01.1971 гг. Очевидно, повышение уровня радиации в 10-100 раз или 1-10 Зивертов (100-1000 рад). В случае дозы радиации 10 Зивертов радиационный эффект при полете через пояс Ван-Алена - 100% летальный исход. Файл:Radiation 0.jpg

Результат воздействия радиации. Хиросима и Нагасаки.

Итогами полета Аполлон 14 было: 1) продемонстрирована отличная физическая подготовка и высокая квалификация астронавтов, в частности — физическая выносливость Шепарда, которому на момент полёта было 47 лет; 2) никаких болезненных явлений у астронавтов не наблюдалось; 3) Шепард прибавил в весе полкилограмма (первый случай в истории американской пилотируемой космонавтики); 4) за время полёта астронавты ни разу не принимали медикаментов; 5) продемонстрированы преимущества исследования Луны с участием астронавтов по сравнению с полётами автоматических аппаратов...

Файл:Ss3 13b.gif

Рис. 3. Плотности потока электронов с энергией 290-690 кэВ для различных моментов времени на оболочках радиационного пояса Земли от 1,5 до 2,5. Цифрами у кривых обозначено время в сутках, прошедшее после инжекции электронов.

Рис. 3 показывает, что через 5 суток плотность потоков электронов с энергией 290-690 кэВ значительно расширена и в 40-60 раз выше, чем до магнитной бури, через 15 суток - в 30-40 раз выше, через 30 суток - в 5-10 раз больше, через 60 суток - в 3-5 раз больше. Только через 3 месяца электронная составляющая РПЗ приходит к равновесному состоянию. Значительные пространственные и временные изменения потоков электронов во всей области поясов в течение одного года показаны на рис. 4.

Файл:Cr16 02.jpg

Рис. 4. Изменения потоков электронов c энергией >400 кэВ в радиационных поясах в течение 1 года. Оттенки серо-чёрного цвета демонстрируют изменение потока частиц: чем чернее оттенок, тем больше поток частиц. Видно, что наибольшие потоки частиц наблюдаются во время магнитных бурь (геомагнитный индекс Кр). В эти моменты времени на несколько порядков увеличивают плотность электронов между внутренней и внешней зонами радиации на расстояниях 2,5-5,5 Rз.

Как можно видеть, значительные вариации электронной составляющей РПЗ по интенсивности и по пространству относительно спокойного состояния радиационного пояса Земли занимают четверть года. Во время магнитных бурь потоки частиц значительно расширяются во внешнюю область и "сползают” ближе к Земле, заполняя ранее пустовавшие области захваченной радиации. Резкое увеличение потоков электронов создают реальную угрозу спутникам и пилотам КА на трассе Земля-Луна, находящихся в зоне всплесков их потока. Уже отмечено довольно много случаев, когда выход из строя отдельных систем спутников или даже прекращение их функционирования связан с резким усилением потока релятивистских электронов. Мощный поток электронов с энергией в несколько МэВ, насквозь пробивает оболочку спутника, электроны с меньшей энергией генерируют огромный поток вторичного тормозного излучения, состоящего из жесткого рентгеновского излучения.

Дозы радиации в окололунном пространстве и на поверхности Луны

На околоземной орбите космонавты находятся под защитой магнитосферы Земли. В окололунном пространстве или на поверхности Луны весь поток солнечного ветра принимает корпус космического аппарата или лунного модуля. Потоком протонов можно пренебречь (очевидно, кроме солнечно-протонных событий). Плотность потока электронов в солнечном ветре меняется на два-три порядка порой в течении одной только недели. При столкновении с обшивкой корабля или модуля электроны останавливаются и рождают рентгеновское излучение, которое имеет огромную проникающую способность (толщина защиты 7,5 г/см2 алюминия уменьшит дозы радиации только в два раза). Ниже график изменения дозы радиации бэр/сутки с 28 марта по 3 апреля 2010 года, которые получает астронавт при толщина внешней защиты 1,5 г/см2: Файл:Rad 3.jpg

Рис. 1 Изменения дозы радиации бэр/сутки с 28 марта по 3 апреля 2010 года, которые получает астронавт при толщина внешней защиты 1,5 г/см2. Нелинейная шкала слева – доза радиации в единицах бэр за сутки; нелинейная шкала справа – уровни потока электронов от Солнца по данным спутника GOES. Горизонтальные линии отмечают уровни для сравнения: жёлтая – доза при единичной рентгенографии грудной клетки, оранжевая – доза при томографии позвонков, красная — лучевая болезнь, алая -смертельная доза.

Из рис. 1 видно, что дозы радиации в окололунном пространстве и на поверхности Луны носят нерегулярный характер и в течении одной недели могут меняться от 0,004 до 4,5 бэр/сутки. За десять суток пребывания в окололунном пространстве астронавты при среднем значении соответствующем 28-29 Марта получают дозы 0,4 бэр; при среднем значении соответствующем 2-3 Апреля получают дозы 20 бэр. Это значит, что дозы радиации, полученные астронавтами 9-ти миссий пребывания в окололунном пространстве, имеют значительные вариации от 0,1 до 50 бэр. Это противоречит данным миссий Аполлон. При боле высокой плотности потока электронов, а так же при длительном пребывании вне магнитосферы Земли (100 суток), дозы приближаются к значениям лучевой болезни.

Заключение

После миссий Аполлонов прошло 40 лет. До сих пор ни кто не даёт точный прогноз для геомагнитного возмущения. Говорят о вероятности геомагнитных возмущений (магнитная буря, магнитный шторм) на сутки, на несколько дней. Точность прогноза на неделю ниже 5%. Более непредсказуемый характер отмечается для электронов солнечного ветра. Это значит, что с вероятностью не ниже 20-30% астронавты миссий Аполлонов попадут в непредсказуемый мощный поток электронов радиационного пояса Земли и солнечный ветер.

Полёт Аполлонов сквозь внешний РПЗ и солнечный ветер в эпоху активного солнца можно сравнить с гусарской рулеткой, когда в пустой барабан 4-зарядного револьвера заряжается один патрон! Было сделано 9 попыток. Вероятность не получить острую лучевую болезнь.

Попытка Вероятность выжить
1 3 / 4 = 0,750
2 (3 / 4)2 = 0,562
3 (3 / 4)3 = 0,422
4 (3 / 4)4 = 0,316
5 (3 / 4)5 = 0,237
6 (3 / 4)6 = 0,178
7 (3 / 4)7 = 0,133
8 (3 / 4)8 = 0,100
9 (3 / 4)9 = 0,075

Это равносильно почти 100% лучевой болезни!

Двукратное прохождение радиационного пояса Земли по схеме НАСА приводит к смертельным дозам радиации 5-10 Зивертов и более во время магнитных бурь. Даже если бы Аполлонам сопутствовала фортуна -

  1. дозы радиации при прохождении протонной составляющей РПЗ были бы в 100 раз меньше,
  2. прохождение электронной составляющей РПЗ было бы при минимальном геомагнитном возмущении и низкой магнитной активности,
  3. низкая плотность электронов в солнечном ветре,

тогда суммарная доза радиации составит не ниже 20-50 бэр. Дозы радиации не опасны для жизни человека. Однако и в этом случае радиационный эффект на один-два порядка выше тех значений, которые заявлены в официальном докладе NASA!

Таблица 2. Суммарные и суточные дозы радиации пилотируемых полётов на космических кораблях и на орбитальных станциях.

миссия запуск и посадка продолжительность элементы орбиты сум. дозы радиации, рад среднее за сутки, рад/сут
Аполлон 7 11.10.1968/22.10.1968 10 д 20 ч 09м 03 с орбитальный полёт, высота орбиты 231—297 км 0,16[46] 0,015
Аполлон 8 21.12.1968/27.12.1968 6 д 03 ч 00 м полёт на Луну и возвращение на Землю согласно NASA 0,16[46] 0,026
Аполлон 9 03.03.1969/13.03.1969 10 д 01 ч 00 м 54 с орбитальный полёт, высота орбиты 189—192 км, на третьи сутки - 229—239 км 0,20[46] 0,020
Аполлон 10 18.05.1969/26.05.1969 8 д 00 ч 03 м 23 с полёт на Луну и возвращение на Землю согласно NASA 0,48[46] 0,060
Аполлон 11 16.07.1969/24.07.1969 8 д 03 ч 18 м 00 с полёт на Луну и возвращение на Землю согласно NASA 0,18[46] 0,022
Аполлон 12 14.11.1969/24.11.1969 10 д 04 ч 25 м 24 с полёт на Луну и возвращение на Землю согласно NASA 0,58[46] 0,057
Аполлон 13 11.04.1970/17.04.1970 5 д 22 ч 54 м 41 с полёт на Луну и возвращение на Землю согласно NASA 0,24[46] 0,041
Аполлон 14 01.02.1971/10.02.1971 9 д 00 ч 05 м 04 с полёт на Луну и возвращение на Землю согласно NASA 1,14[46] 0,127
Аполлон 15 26.07.1971/07.08.1971 12 д 07 ч 11 м 53 с полёт на Луну и возвращение на Землю согласно NASA 1,30[46] 0,107
Аполлон 16 16.04.1972/27.04.1972 11 д 01 ч 51 м 05 с полёт на Луну и возвращение на Землю согласно NASA 1,51[46] 0,136
Аполлон 17 07.12.1972/19.12.1972 12 д 13 ч 51 м 59 с полёт на Луну и возвращение на Землю согласно NASA 1,55[46] 0,123
Скайлэб 2 25.05.1973/22.06.1973 28 д 00 ч 49 м 49 с орбитальный полёт, высота орбиты 428—438 км 2,90—3,66[46] 0,103—0,131
Скайлэб 3 28.07.1973/25.09.1973 59 д 11 ч 09 м 01 с орбитальный полёт, высота орбиты 423— 441 км 5,87—6,74[44] 0,099—0,113
Скайлэб 4 16.11.1973/08.02.1974 84 д 01 ч 15 м 30 с орбитальный полёт, высота орбиты 422—437 км 10,88—12,83[44] 0,129—0,153
Shuttle Mission 41–C 06.04.1984/13.04.1984 6 д 23 ч 40 м 07 с орбитальный полёт, перигей: 222 км апогей: 468 км 0,559 0,079
ОС "Мир" 1986-2001 лет 15 лет орбитальный полёт, высота орбиты 385—393 км - - - 0,020—0,060[14]
ОС "МКС" 2001-2004 4 года орбитальный полёт, высота орбиты 337—351 км - - - 0,010—0,020[14]

Дозы радиации Аполлон 0,022-0,136 рад/сут, заявленные NASA при полёте на Луну, не отличаются от доз радиации 0,010-0,153 рад/сут при орбитальных полетах. Влияние радиационного пояса Земли равно нулю. Хотя настоящий расчёт показывает, что дозы радиации миссий на Луну в 100-1000 раз и более будут выше. Можно так же отметить, что наиболее низкий радиационный эффект 0,010—0,020 рад/сут наблюдаются для орбитальной станции "МКС", имеющей эффективную защиту 15 г/см2 и находящейся на низкой опорной орбите Земли. Наиболее высокие дозы радиации 0,099—0,153 рад/сут отмечены для ОС "Скайлэб", имеющий защиту 7,5 г/см2 и осуществлявших полёт на высокой опорной орбите.

Примечания

  1. 1,0 1,1 1,2 Бубнов И. Я. Каманин Л. Н. "Обитаемые космические станции"
  2. Шарп М. "Человек в космосе"
  3. Леонид Попов «Марс, мы идем!» журнал "Техника - молодежи", ноябрь 2002, с.30-35
  4. Обсерватория SOHO - активность солнца
  5. Видео, имена солнечных вспышек с 2004 по 2010 год и влияние на климат
  6. Мирошниченко Л.И., Космические лучи в межпланетном пространстве, М., 1973
  7. Григорьев Ю.Г., Радиационная безопасность комических полетов, М., 1975
  8. Проблемы солнечной активности и космическая система "Прогноз". [Сб. ст.], М., 1977
  9. Мирошниченко Л.И., Петров В.М., Динамика радиационных условий в космосе, М., 1985
  10. "Регистрация и прогнозирование поглощенных доз радиации от потоков солнечных протонов на борту орбитальных станций", Н. В. Кузнецов, Р. А. Ныммик, М. И. Панасюк, Э. Н. Сосновец, М. В. Тельцов. Космич. Исслед. 2004. Т.42. N 3. С.211-218.
  11. Мирошниченко Л.И., Солнечные космические лучи, Астронет. 2010
  12. Солнечный мониторинг, борт GOES.
  13. "Регистрация и прогнозирование поглощенных доз радиации от потоков солнечных протонов на борту орбитальных станций", Н. В. Кузнецов, Р. А. Ныммик, М. И. Панасюк, Э. Н. Сосновец, М. В. Тельцов. Космич. Исслед. 2004. Т.42. N 3. С.211-218.
  14. 14,0 14,1 14,2 Михаил Игоревич Панасюк, доктор физико-математических наук, профессор, руководитель Научно-исследовательского института ядерной физики им. Д.В. Скобельцына, ст. ЧЕЛОВЕК, КОСМОС И РАДИАЦИЯ, 2006 № 10, "В МИРЕ НАУКИ".
  15. "Регистрация и прогнозирование поглощенных доз радиации от потоков солнечных протонов на борту орбитальных станций", Н. В. Кузнецов, Р. А. Ныммик, М. И. Панасюк, Э. Н. Сосновец, М. В. Тельцов. Космич. Исслед. 2004. Т.42. N 3. С.211-218
  16. 16,0 16,1 16,2 16,3 Панасюк М.И. Странники Вселенной или эхо Большого взрыва. – М.: 2005, 267 с.
  17. 17,0 17,1 О.И. Василенко, Б.С. Ишханов, И.М. Капитонов, Ж.М. Селиверстова, А.В. Шумаков "РАДИАЦИЯ", М., Изд-во Московского университета. 1996.
  18. Акоев И. Г., Даренская Н. Г., Кознова Л. Б., Невская Г. Ф. Относительная биологическая эффективность излучений, М., 1968.
  19. Н83 Нормы радиационной безопасности (НРБ-99): Гигиенические нормативы. - М.: Центр санитарно-эпидемиологического нормирования, гигиенической сертификации и экспертизы Минздрава России, 1999. - 116 с.
  20. Переяслова Н.К., Назарова М.Н. Институт прикладной геофизики имени академика Е.К. Федорова. Солнечные протонные события на фазе спада протонного цикла солнечной активности. 2003.
  21. NOAA TECHNICAL MEMORANDUM ERLSEL-22", McKinnon, Dec, 1972, Dep. of Commerce.
  22. The Saturn/Apollo Stack - Command and Service Modules
  23. The Saturn/Apollo Stack - Lunar Module
  24. Мишин В.П.. Почему мы не слетали на Луну? – М.: Знание. 1990, 64 с.
  25. Источник: В.И. Левантовский, "Механика космического полета в элементарном изложении", издание третье, дополненное и переработанное, М., "Наука", ГРФМЛ, 1980, гл. 12, стр. 268-290.
  26. 11, The First Landing.
  27. - NASA Apollo Lunar Surface Journal
  28. 28,0 28,1 APOLLO 11. The Fifth Mission: The First Lunar Landing 16 July–24 July 1969
  29. Apollo 11. Day 1, part 3: Transposition, Docking and Extraction
  30. Аполлон-8 ", День 6: Maroon Team - Splashdown
  31. 31,0 31,1 31,2 31,3 31,4 31,5 31,6 31,7 31,8 Официальный отчёт НАСА по Apollo
  32. APOLLO 8 The Second Mission: Testing the CSM in Lunar Orbit 21 December–27 December 1968
  33. APOLLO 10 The Fourth Mission: Testing the LM in Lunar Orbit 18 May–26 May 1969
  34. 34,0 34,1 APOLLO 14 The Eighth Mission: The Third Lunar Landing 31 January–09 February 1971
  35. APOLLO 13 The Seventh Mission: The Third Lunar Landing Attempt 11 April–17 April 1970
  36. 36,0 36,1 APOLLO 17 The Eleventh Mission: The Sixth Lunar Landing 7 December–19 December 1972
  37. APOLLO 16 The Tenth Mission: The Fifth Lunar Landing 16 April–27 April 1972
  38. "Apollo-8" - положение в 12 000 км от Земли Apollo 8. Day 1: The Green Team and Separation
  39. [В. В. ТЕМНЫЙ, кандидат физико-математических наук, Институт истории естествознания и техники им. С. И. Вавилова РАН. История открытия радиационных поясов Земли: кто же, когда и как? «Земля и Вселенная» 1993 №5]
  40. The Apollo 11 Flight Journal, David Woods, Ken MacTaggart and Frank O'Brien
  41. Apollo 8 Day 6: The Maroon Team - Splashdown
  42. Гэри Глацмайер, Питер Олсон "ИЗУЧЕНИЕ ГЕОДИНАМО", июль 2005 № 7 "В МИРЕ НАУКИ"
  43. 43,0 43,1 Эльмар Николаевич Сосновец, РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА ЗЕМЛИ, "Модель космоса" т.3, МГУ, 1976, с. 50-82.
  44. 44,0 44,1 44,2 44,3 Кузнецов С.Н., Тверская Л.В., РАДИАЦИОННЫЕ ПОЯСА, март 2006 г.
  45. he Catalogues of geomagnetic storms are published in IZMIRAN, Magnetic_storms_1965-75
  46. 46,00 46,01 46,02 46,03 46,04 46,05 46,06 46,07 46,08 46,09 46,10 46,11 БИОМЕДИЦИНСКИЕ РЕЗУЛЬТАТЫ Аполлона, RADIATION PROTECTION AND INSTRUMENTATION

Ссылки

Личные инструменты