Kas nesvajojo skristi į kosmosą, net žinodamas, kas yra kosminė spinduliuotė? Nuskristi bent į Žemės orbitą ar į Mėnulį, o dar geriau – toliau, į kokį Orioną. Tiesą sakant, žmogaus organizmas labai mažai prisitaikęs prie tokių kelionių. Net skrisdami į orbitą astronautai susiduria su daugybe pavojų, kurie kelia grėsmę jų sveikatai, o kartais ir gyvybei. Visi žiūrėjo kultinį serialą „Žvaigždžių kelias“. Vienas iš nuostabių personažų ten labai tiksliai apibūdino tokį reiškinį kaip kosminė spinduliuotė. „Tai pavojai ir ligos tamsoje ir tyloje“, – sakė Leonardas McCoy'us, dar žinomas kaip Bonesas, dar žinomas kaip Bonesaw. Labai sunku būti tiksliau. Kosminė spinduliuotė kelionėje privers žmogų pavargti, nusilpti, sirgti, kentėti nuo depresijos.
Jausmai skrydžio metu
Žmogaus kūnas nėra prisitaikęs gyventi vakuume, nes evoliucija tokių sugebėjimų neįtraukė į savo arsenalą. Apie taiparašytos knygos, šį klausimą detaliai nagrinėja medicina, visame pasaulyje sukurti centrai, kurie tiria medicinos problemas kosmose, ekstremaliomis sąlygomis, dideliame aukštyje. Žinoma, juokinga stebėti besišypsantį astronautą ekrane, aplink kurį ore sklando įvairūs objektai. Tiesą sakant, jo ekspedicija yra daug rimtesnė ir kupina pasekmių, nei įsivaizduoja vidutinis Žemės gyventojas, ir problemų čia kelia ne tik kosminė spinduliuotė.
Žurnalistų, astronautų, inžinierių, mokslininkų prašymu, patyrusių viską, kas nutinka žmogui kosmose, kalbėjo apie įvairių naujų pojūčių seką dirbtinai sukurtoje kūnui svetimoje aplinkoje. Žodžiu, praėjus dešimčiai sekundžių nuo skrydžio pradžios, nepasiruošęs žmogus praranda sąmonę, nes didėja erdvėlaivio pagreitis, atskiriant jį nuo paleidimo komplekso. Žmogus dar nejaučia kosminių spindulių taip stipriai kaip kosmose – spinduliuotę sugeria mūsų planetos atmosfera.
Pagrindinės bėdos
Bet perkrovų taip pat pakanka: žmogus tampa keturis kartus sunkesnis už savo svorį, jis tiesiogine to žodžio prasme yra prispaustas prie kėdės, net sunku pajudinti ranką. Kiekvienas yra matęs šias specialias kėdes, pavyzdžiui, erdvėlaivyje „Sojuz“. Tačiau ne visi suprato, kodėl astronauto laikysena buvo tokia keista. Tačiau tai būtina, nes perkrova beveik visą organizme esantį kraują nusiunčia į kojas, o smegenys lieka be kraujo tiekimo, todėl ir alpsta. Bet išrastasSovietų Sąjungoje kėdė padeda išvengti bent šios bėdos: laikysena pakeltomis kojomis priverčia kraują aprūpinti deguonimi visas smegenų dalis.
Dešimt minučių nuo skrydžio pradžios dėl gravitacijos stokos žmogus beveik praras pusiausvyros, orientacijos ir koordinacijos jausmą erdvėje, žmogus gali net nesekti judančių objektų. Jį pykina ir vemia. Tą patį gali sukelti ir kosminiai spinduliai – radiacija čia jau daug stipresnė, o jei ant saulės įvyksta plazmos išmetimas, grėsmė orbitoje esančių astronautų gyvybei yra reali, skrisdami dideliame aukštyje gali nukentėti net lėktuvų keleiviai.. Pasikeičia regėjimas, atsiranda edemos ir pakitimų tinklainėje, deformuojasi akies obuolys. Asmuo tampa silpnas ir negali atlikti jam užduočių.
Mįslės
Tačiau karts nuo karto žmonės Žemėje pajunta ir didelę kosminę spinduliuotę, todėl jiems visai nereikia naršyti kosminėse platybėse. Mūsų planetą nuolat bombarduoja kosminės kilmės spinduliai, o mokslininkai teigia, kad mūsų atmosfera ne visada užtikrina pakankamą apsaugą. Yra daug teorijų, kurios suteikia šioms energijos dalelėms tokią jėgą, kad tai žymiai apriboja planetų tikimybę, kad jose atsiras gyvybė. Daugeliu atžvilgių šių kosminių spindulių prigimtis mūsų mokslininkams vis dar yra neįveikiama paslaptis.
Subatominės įkrautos dalelės erdvėje juda beveik šviesos greičiu, jos jau buvo ne kartą užregistruotos palydovuose ir netbalionai. Tai cheminių elementų, protonų, elektronų, fotonų ir neutrinų branduoliai. Taip pat neatmetama tamsiosios medžiagos dalelių – sunkiųjų ir supersunkių – buvimas kosminės spinduliuotės atakoje. Jei būtų įmanoma juos aptikti, būtų išspręsta daugybė kosmologinių ir astronominių stebėjimų prieštaravimų.
Atmosfera
Kas saugo mus nuo kosminės spinduliuotės? Tik mūsų atmosfera. Kosminiai spinduliai, keliantys grėsmę visų gyvų būtybių žūčiai, jame susiduria ir generuoja kitų dalelių srautus – nekenksmingų, įskaitant miuonus, daug sunkesnius elektronų giminaičius. Galimas pavojus vis dar egzistuoja, nes kai kurios dalelės pasiekia Žemės paviršių ir prasiskverbia daug dešimčių metrų į jos žarnas. Radiacijos lygis, kurį gauna bet kuri planeta, rodo jos tinkamumą ar netinkamumą gyvybei. Didelė kosminė spinduliuotė, kurią neša kosminiai spinduliai, gerokai viršija mūsų pačių žvaigždės spinduliuotę, nes protonų ir fotonų, pavyzdžiui, mūsų Saulės, energija yra mažesnė.
Ir su didele radiacijos doze gyvybė neįmanoma. Žemėje šią dozę kontroliuoja planetos magnetinio lauko stiprumas ir atmosferos storis, o tai gerokai sumažina kosminės spinduliuotės pavojų. Pavyzdžiui, Marse gali egzistuoti gyvybė, tačiau atmosfera ten yra nereikšminga, nėra savo magnetinio lauko, o tai reiškia, kad nėra apsaugos nuo kosminių spindulių, kurie persmelkia visą kosmosą. Radiacijos lygis Marse yra didžiulis. O kosminės spinduliuotės poveikis planetos biosferai yra toks, kad joje miršta visa gyvybė.
Kas svarbiau?
Mums pasisekė, turime ir Žemę gaubiančio atmosferos storio, ir savo pakankamai galingą magnetinį lauką, kuris sugeria kenksmingas daleles, pasiekusias žemės plutą. Įdomu, kieno planetos apsauga veikia aktyviau – atmosfera ar magnetinis laukas? Mokslininkai eksperimentuoja kurdami planetų modelius su magnetiniu lauku arba be jo. Ir pats magnetinis laukas šiuose planetų modeliuose skiriasi stiprumu. Anksčiau mokslininkai buvo įsitikinę, kad tai yra pagrindinė apsauga nuo kosminės spinduliuotės, nes jie kontroliuoja jos lygį paviršiuje. Tačiau buvo nustatyta, kad poveikio dydis labiau lemia planetą dengiančios atmosferos storį.
Jei magnetinis laukas Žemėje „išjungtas“, radiacijos dozė padidės tik dvigubai. Tai daug, bet net ir mums tai atsispindės gana nepastebimai. O jei paliksite magnetinį lauką ir pašalinsite atmosferą iki dešimtosios viso jo kiekio, dozė mirtinai padidės – dviem dydžiais. Siaubinga kosminė spinduliuotė nužudys viską ir visus Žemėje. Mūsų Saulė yra geltona nykštukinė žvaigždė, aplink jas esančios planetos laikomos pagrindinėmis pretendentėmis į gyvenimą. Tai gana blankios žvaigždės, jų yra daug, maždaug aštuoniasdešimt procentų viso žvaigždžių skaičiaus mūsų Visatoje.
Erdvė ir evoliucija
Teoretikai apskaičiavo, kad tokios geltonųjų nykštukų orbitose esančios planetos, kurios yra tinkamose gyvybei zonose, turi daug silpnesnius magnetinius laukus. Tai ypač pasakytina apie vadinamąsias superžemes -didelės uolinės planetos, dešimt kartų didesnės už mūsų Žemę. Astrobiologai buvo įsitikinę, kad silpni magnetiniai laukai žymiai sumažino tikimybę gyventi. Ir dabar nauji atradimai rodo, kad tai nėra tokia didelė problema, kaip žmonės manė. Svarbiausia būtų atmosfera.
Mokslininkai visapusiškai tiria didėjančios spinduliuotės poveikį esamiems gyviems organizmams – gyvūnams, taip pat įvairiems augalams. Su radiacija susiję tyrimai apima juos veikiant įvairaus laipsnio spinduliuote – nuo mažo iki ekstremalaus – ir tada nustatant, ar jie išgyvens ir kaip kitaip jausis, jei išgyvens. Mikroorganizmai, kuriuos veikia palaipsniui didėjanti radiacija, gali parodyti, kaip vyko evoliucija Žemėje. Būtent kosminiai spinduliai, jų didelė spinduliuotė privertė būsimą žmogų nulipti nuo palmės ir pradėti tyrinėti kosmosą. Ir žmonija niekada nebegrįš prie medžių.
Kosmoso spinduliuotė 2017 m
2017 m. rugsėjo mėn. pradžioje visa mūsų planeta buvo labai sunerimusi. Saulė staiga išstūmė tonas saulės medžiagos, susijungus dviem didelėms tamsių dėmių grupėms. Ir šį išmetimą lydėjo X klasės blyksniai, kurie privertė planetos magnetinį lauką tiesiogine prasme susidėvėti. Vėliau kilo didelė magnetinė audra, sukėlusi daugelio žmonių ligas, taip pat išskirtinai retus, beveik precedento neturinčius gamtos reiškinius Žemėje. Pavyzdžiui, galingos šiaurės pašvaistės nuotraukos buvo užfiksuotos netoli Maskvos ir Novosibirske, kuris niekada nebuvo šiose platumose. Tačiau tokių reiškinių grožis neužgožė mirtinos saulės pliūpsnio, prasiskverbusio į planetą su kosmine spinduliuote, pasekmių, kurios pasirodė tikrai pavojingos.
Jo galia buvo artima maksimaliai, X-9, 3, kur raidė yra klasė (labai didelė blykstė), o skaičius yra blykstės stiprumas (iš dešimties galimų). Kartu su šiuo išmetimu iškilo kosminių ryšių sistemų ir visos orbitinėje stotyje esančios įrangos gedimo grėsmė. Astronautai buvo priversti laukti šio siaubingos kosminės spinduliuotės srauto, kurį neša kosminiai spinduliai, specialioje pastogėje. Ryšio kokybė per šias dvi dienas labai pablogėjo tiek Europoje, tiek Amerikoje, būtent ten, kur buvo nukreiptas įkrautų dalelių srautas iš kosmoso. Likus maždaug dienai iki tos akimirkos, kai dalelės pasiekė Žemės paviršių, buvo paskelbtas įspėjimas apie kosminę spinduliuotę, kuris skambėjo visuose žemynuose ir kiekvienoje šalyje.
Saulės galia
Energija, kurią mūsų šviestuvas skleidžia į aplinkinę kosminę erdvę, yra tikrai didžiulė. Per kelias minutes į kosmosą išskrenda milijardai megatonų, jei skaičiuojate TNT ekvivalentu. Žmonija galės pagaminti tiek energijos šiuolaikiniais tempais tik po milijono metų. Tik penktadalis visos Saulės per sekundę skleidžiamos energijos. O tai mūsų mažasis ir ne per karštas nykštukas! Jei tik įsivaizduojate, kiek destruktyvios energijos gamina kiti kosminės spinduliuotės š altiniai, šalia kurių mūsų Saulė atrodys kaip beveik nematomas smėlio grūdelis, jums apsisuks galva. Kokia laimė, kad turime gerą magnetinį lauką ir puikią atmosferą, kuri neleidžia mums mirti!
Žmonėms toks pavojus kyla kiekvieną dieną, nes radioaktyvioji spinduliuotė kosmose niekada neišdžiūsta. Būtent iš ten pas mus patenka didžioji dalis spinduliuotės – iš juodųjų skylių ir iš žvaigždžių spiečių. Jis gali nužudyti esant didelei radiacijos dozei, o esant mažai dozei gali paversti mus mutantais. Tačiau taip pat turime prisiminti, kad evoliucija Žemėje įvyko dėl tokių srautų, radiacija pakeitė DNR struktūrą į tokią, kokią stebime šiandien. Jei sutvarkysite šį „vaistą“, tai yra, jei žvaigždžių skleidžiama spinduliuotė viršys leistinas normas, procesai bus negrįžtami. Juk jei padarai mutuos, jie nebegrįš į pradinę būseną, čia nėra atvirkštinio efekto. Todėl mes niekada nepamatysime tų gyvų organizmų, kurie buvo naujagimyje Žemėje. Bet kuris organizmas bando prisitaikyti prie aplinkos pokyčių. Arba miršta, arba prisitaiko. Tačiau kelio atgal nėra.
ISS ir saulės blyksnis
Kai Saulė mums pasisveikino su įkrautų dalelių srautu, TKS kaip tik praskriejo tarp Žemės ir žvaigždės. Per sprogimą išsiskyrę didelės energijos protonai sukūrė absoliučiai nepageidaujamą radiacinį foną stotyje. Šios dalelės prasiskverbia pro absoliučiai bet kurį erdvėlaivį. Tačiau kosmoso technologijų ši spinduliuotė nepagailėjo, nes smūgis buvo galingas, bet per trumpas, kad jį išjungtų. Tačiauekipažas visą tą laiką slapstėsi specialioje pastogėje, nes žmogaus kūnas yra daug labiau pažeidžiamas nei šiuolaikinės technologijos. Protrūkis buvo ne vienas, jie vyko ištisa serija, bet viskas prasidėjo 2017 m. rugsėjo 4 d., siekiant supurtyti kosmosą didžiuliu išstūmimu rugsėjo 6 d. Per pastaruosius dvylika metų stipresnis srautas Žemėje dar nebuvo pastebėtas. Saulės išmestas plazmos debesis Žemę aplenkė gerokai anksčiau nei planuota, o tai reiškia, kad srauto greitis ir galia pusantro karto viršijo lauktą. Atitinkamai, poveikis Žemei buvo daug stipresnis nei tikėtasi. Dvylika valandų debesis aplenkė visus mūsų mokslininkų skaičiavimus, todėl planetos magnetinis laukas buvo labiau sutrikdytas.
Paaiškėjo, kad magnetinės audros galia yra 4 iš 5 galimų, tai yra dešimt kartų didesnė nei tikėtasi. Kanadoje auroros taip pat buvo stebimos net vidutinėse platumose, kaip ir Rusijoje. Žemėje įvyko planetų charakterio magnetinė audra. Galite įsivaizduoti, kas vyko kosmose! Radiacija yra didžiausias pavojus iš visų ten egzistuojančių. Apsaugos nuo jos reikia nedelsiant, kai tik erdvėlaivis palieka viršutinius atmosferos sluoksnius ir palieka magnetinius laukus toli žemiau. Neįkrautų ir įkrautų dalelių srautai – spinduliuotė – nuolat prasiskverbia į erdvę. Tos pačios sąlygos mūsų laukia bet kurioje Saulės sistemos planetoje: mūsų planetose nėra magnetinio lauko ir atmosferos.
Spinduliavimo tipai
Kosmose jonizuojanti spinduliuotė laikoma pavojingiausia. Tai gama spinduliuotė ir saulės rentgeno spinduliai, tai dalelės, skrendančios paskuichromosferos saulės blyksniai, tai ekstragalaktiniai, galaktikos ir saulės kosminiai spinduliai, saulės vėjas, radiacijos juostų protonai ir elektronai, alfa dalelės ir neutronai. Taip pat yra nejonizuojanti spinduliuotė - tai ultravioletinė ir infraraudonoji spinduliuotė iš Saulės, tai yra elektromagnetinė spinduliuotė ir matoma šviesa. Didelio pavojaus juose nėra. Mus saugo atmosfera, o astronautą saugo skafandras ir laivo oda.
Jonizuojanti spinduliuotė sukelia nepataisomų problemų. Tai žalingas poveikis visiems žmogaus organizme vykstantiems gyvybės procesams. Kai didelės energijos dalelė ar fotonas praeina per medžiagą savo kelyje, sąveikaudami su šia medžiaga jie sudaro įkrautų dalelių porą - joną. Tai paveikia net negyvą materiją, o gyvos būtybės reaguoja audringiausiai, nes labai specializuotų ląstelių organizacija reikalauja atsinaujinimo, o šis procesas, kol organizmas gyvas, vyksta dinamiškai. Ir kuo aukštesnis organizmo evoliucinio išsivystymo lygis, tuo radiacinė žala yra negrįžtama.
Radiacinė apsauga
Tokių lėšų mokslininkai ieško įvairiose šiuolaikinio mokslo srityse, įskaitant ir farmakologiją. Iki šiol joks vaistas nebuvo veiksmingas, o žmonės, kurie buvo paveikti radiacijos, ir toliau miršta. Eksperimentai atliekami su gyvūnais tiek žemėje, tiek erdvėje. Vienintelis dalykas, kuris tapo aišku, yra tai, kad bet kokį vaistą asmuo turi vartoti prieš pradėdamas veikti, o ne po jo.
Ir atsižvelgiant į tai, kad visi tokie vaistaitoksiškų, tuomet galime manyti, kad kova su radiacijos pasekmėmis dar neatnešė nė vienos pergalės. Net jei farmakologinės medžiagos vartojamos laiku, jos apsaugo tik nuo gama spinduliuotės ir rentgeno spindulių, bet neapsaugo nuo jonizuojančiosios protonų, alfa dalelių ir greitųjų neutronų spinduliuotės.
