Фрэнсис Эшкрофт - На грани возможного: Наука выживания

Ознакомительная версия.

Хотя в космосе уровень радиации обычно низок, долговременное воздействие может повлиять на генетический материал (ДНК), повышая риск развития рака, а поражение ДНК половых клеток (яйцеклеток или сперматозоидов) грозит бесплодием или рождением у астронавтов детей с генетическими отклонениями. Непосредственную опасность представляет интенсивное облучение от солнечных вспышек, поскольку оно убивает клетки сразу – смерть может наступить через несколько часов в результате поражения центральной нервной системы или через несколько дней из-за гибели лейкоцитов или быстро делящихся клеток, выстилающих стенки кишечника. Попав под облучение от солнечной вспышки, астронавт через несколько часов погибнет от острой лучевой болезни. Более того, поскольку всплеск солнечной активности может продолжаться не один час и даже не один день, кумулятивное воздействие низких доз облучения тоже может оказаться критическим. К счастью, солнечные вспышки случаются достаточно редко.

Обычно для обнаружения космической радиации необходимы специальные приборы, однако в некоторых случаях ее можно увидеть и невооруженным глазом. Базз Олдрин и Нил Армстронг по дороге на Луну и обратно в спускаемом аппарате «Игл» наблюдали необычные белые вспышки, похожие на звезды. Похожие белые сполохи или короткие световые полосы замечали (причем обычно с закрытыми глазами) и другие астронавты в последующих лунных экспедициях по программе «Аполлон». Вспышки возникали с частотой одна-две в минуту. Предположительно, их вызывали галактические лучи, проходящие сквозь стены корабля и достигающие глаз астронавтов. Подтверждением этой гипотезе служат схожие световые вспышки, наблюдаемые добровольцами, подвергающимися воздействию искусственно созданных пучков частиц. О таких же вспышках докладывали и экипажи некоторых шаттлов, особенно при проходе через Южно-Атлантическую аномалию и по самой низкой орбите над полюсами. В их случае, судя по всему, источником вспышек служили радиационные пояса. На какие именно элементы органов зрения воздействует ионизирующая радиация, науке пока неизвестно, однако, по общему мнению, заряженные частицы возбуждают сетчатку.

Галактические лучи и солнечные частицы высокоэнергетичны, поэтому обеспечить надежную защиту от них в космическом корабле нелегко. Чтобы спастись от прямого воздействия солнечной вспышки, требуется алюминиевый кожух плотностью по крайней мере 10–15 г / см2 – при более длительном воздействии, соответственно, более толстый. Учитывая ограничения по весу в космическом полете, применять такой щит постоянно было бы нецелесообразно, поэтому экипаж неизбежно подвергается воздействию космической радиации. У всех астронавтов имеются при себе дозиметры, чтобы отслеживать уровень облучения. До сих пор оно не превышало допустимых границ, хотя в длительном полете астронавт может получить весьма значительную дозу. Например, экипажи «Аполлонов», пробывшие в космосе менее двух недель, получили только по 6 греев, тогда как у экипажа «Скайлаб-4», летавшего 84 дня, доза облучения составила целых 77 греев. У русских космонавтов, отправляемых в космос на еще более долгие сроки, дозы облучения тоже оказались пропорционально более высокими. У некоторых из них впоследствии обнаружили рак, однако доподлинно не известно, космическое ли излучение стало тому причиной. Из-за опасного воздействия космической радиации, возможно, стоит отправляться в долгосрочные космические полеты в более преклонном возрасте, когда естественная смерть может опередить развитие рака. В том числе и поэтому для полета на Марс имеет смысл отбирать астронавтов старшего возраста.

Сверхзвуковые самолеты типа «Конкорда» летают в верхних слоях земной атмосферы, поэтому они тоже не защищены от космического излучения. Средняя доза, достающаяся пассажирам и экипажу, – около десяти микрозивертов (мкЗв) в час. За время перелета из Лондона до Нью-Йорка наберется примерно 35 мкЗв. Максимально допустимая доза для обычного человека составляет 1 миллизиверт (мЗв), или тысяча мкЗв{33}, поэтому, чтобы превысить норму, нужно 14 раз слетать маршрутом Лондон – Нью-Йорк туда-обратно. Другими словами, годовая норма позволяет провести в воздухе 100 часов. Разумеется, и экипаж, и те, кому приходится летать часто, легко могут эту норму превысить. Однако рекомендуемый максимум «рабочей» дозы облучения несколько выше – 20 мЗв в год, то есть свыше пяти рейсов в Нью-Йорк в оба конца за неделю, а это уже мало кто набирает. И действительно, даже у экипажей «Конкордов», налетавших максимальное количество часов, годовая доза облучения составляла не больше 7 мЗв.

Однако случайная солнечная буря могла существенно и стремительно повысить радиационный фон, доведя его до 25 мЗв / ч. На такой случай в «Конкордах» имелась система радиационного предупреждения, улавливающая как нейтроны, так и ионизирующую радиацию (протоны и т. д.), установленная в пассажирском салоне и подсоединенная к монитору в кабине. При превышении уровня радиации в 0,5 мЗв / ч., экипаж должен был опустить самолет ниже, под защиту атмосферных слоев. Однако за все годы эксплуатации «Конкордов» такой надобности не возникло.

На отметке 10 400 м (высота полета большинства пассажирских самолетов) космическое излучение составляет примерно половину от того, что достается «Конкордам» и сверхзвуковым истребителям. Однако суммарное излучение получается примерно таким же, поскольку полет длится дольше. Это значит, что независимо от того, летите вы «Конкордом» или обычным самолетом, доза облучения вам достанется примерно одинаковая. При этом радиационными мониторами обычные самолеты не оборудуются – отчасти в силу традиции, отчасти потому что опасность невысока. Кроме того, в наше время прогнозы солнечных вспышек достаточно точны, и самолеты получат предупреждение задолго до того, как поток достигнет Земли. (Путь от Солнца до Земли занимает у солнечных частиц около двух дней.) Трудность с прогнозами солнечных бурь состоит в другом: их направление непредсказуемо и поток частиц может миновать Землю. Поэтому перед космическими метеорологами встает дилемма: объявлять или не объявлять предупреждение, а если объявлять, то когда.

Астронавты, экипажи самолетов и те, кто часто летает, неизбежно подвергаются облучению в больших дозах, чем обычное население. Насколько это повышает риск развития рака, пока точно не установлено, однако уже известно, что риск этот достаточно мал, чтобы пренебрегать преимуществами авиаперелетов. Кроме того, данную проблему следует рассматривать в соответствующем контексте. Миллионное население Ла-Паса, столицы Боливии, расположенной на высоте 3900 м, ежегодно получает дозу космической радиации, равную 2 мЗв, – примерно столько же достается экипажам межконтинентальных рейсов. Население юго-западной оконечности Британии получает еще более высокие дозы – около 7 мЗв в год – от естественного излучения гранитных скал. Нелишне отметить также, что, в отличие от находящихся в положении стюардесс, которым, чтобы обезопасить будущего ребенка, сокращают норму налета, беременным жительницам Корнуолла никуда от воздействия естественной радиации не деться.

Первым человеком, которому довелось в одном скафандре выйти в открытый космос, стал советский космонавт Алексей Архипович Леонов. Он провел за бортом космического корабля 12 минут 18 марта 1965 г. Первый выход в космос представителя Соединенных Штатов – Эдварда Уайта II состоялся через несколько месяцев. Сегодня на счету астронавтов многих стран тысячи часов и в открытом космосе, и на Луне. Все они единодушны в том, что выход в космос – это невероятно захватывающее ощущение. Ничто не сравнится с полетом в черной бездне над ярким ободком плавно вращающейся внизу Земли. Словами этот восторг не передать, однако, по мнению Джина Сернана, есть одно стихотворение, написанное задолго до эры космических полетов, которое более или менее точно схватывает суть.

Выходить в космос опасно, поскольку от малейшего прикосновения можно улететь в бескрайние просторы. Поэтому астронавта связывает с кораблем «пуповина», а скафандр оборудован небольшими реактивными двигателями, позволяющими маневрировать в вакууме.

Предшественниками космических скафандров стали высотные пневмокостюмы, которые помогали авиаторам, например, Уайли Посту, устанавливать летные рекорды на больших высотах. На заре авиации кабину самолета не герметизировали, и летчикам, покорявшим высоту, приходилось облачаться в пневмокостюм. Впоследствии военные переработали эти прототипы в полноценные высотные костюмы с полной компенсацией давления для использования в истребителях, летающих выше 12 000 м. Первые астронавты проводили в скафандре весь полет – на случай если вдруг упадет давление внутри капсулы. Сегодняшние астронавты на орбите носят обычную одежду, а на старте и при посадке – высотные костюмы с частичной компенсацией давления, надевая полноценные скафандры только для выхода в открытый космос.

Ознакомительная версия.