Kes poleks unistanud kosmosesse lendamisest, isegi teades, mis on kosmiline kiirgus? Lennata vähem alt Maa orbiidile või Kuule või veel parem – kaugemale, mingisugusele Orionile. Tegelikult on inimkeha selliseks reisimiseks väga vähe kohanenud. Isegi orbiidile lennates seisavad astronaudid silmitsi paljude ohtudega, mis ohustavad nende tervist ja mõnikord ka elu. Kõik vaatasid kultuslikku telesarja Star Trek. Üks sealne imeline tegelane kirjeldas väga täpselt sellist nähtust nagu kosmiline kiirgus. "Need on ohud ja haigused pimeduses ja vaikuses," ütles Leonard McCoy ehk Bones ehk Bonesaw. Väga raske on täpsem olla. Kosmiline kiirgus teekonnal muudab inimese väsinuks, nõrgaks, haigeks, kannatab depressiooni all.
Tunded lennu ajal
Inimese keha ei ole kohanenud eluks vaakumis, sest evolutsioon ei hõlmanud selliseid võimeid oma arsenali. Selleston kirjutatud raamatuid, seda küsimust uurib üksikasjalikult meditsiin, üle maailma on loodud keskused, mis uurivad meditsiini probleeme kosmoses, ekstreemsetes tingimustes, suurtel kõrgustel. Naljakas on muidugi vaadata ekraanil naeratavat astronaudi, kelle ümber hõljuvad õhus erinevad objektid. Tegelikult on tema ekspeditsioon palju tõsisem ja tulvil tagajärgi, kui keskmine Maa elanik ette kujutab, ja mitte ainult kosmiline kiirgus ei tekita siin probleeme.
Ajakirjanike, astronautide, inseneride, teadlaste palvel, kes kogesid kõike, mis inimesega kosmoses juhtub, rääkisid erinevate uute aistingute jadast kunstlikult loodud kehale võõras keskkonnas. Sõna otseses mõttes kümme sekundit pärast lennu algust kaotab ettevalmistamata inimene teadvuse, sest kosmoselaeva kiirendus suureneb, eraldades selle stardikompleksist. Inimene ei tunneta veel kosmilisi kiiri nii tugev alt kui avakosmoses – kiirgust neelab meie planeedi atmosfäär.
Peamised probleemid
Aga ülekoormusi on ka piisav alt: inimene muutub enda kaalust neli korda raskemaks, ta surutakse sõna otseses mõttes toolile, isegi kätt on raske liigutada. Kõik on neid spetsiaalseid toole näinud näiteks kosmoseaparaadis Sojuz. Kuid mitte kõik ei mõistnud, miks astronaudil nii kummaline kehahoiak oli. Küll aga on see vajalik, sest ülekoormus saadab peaaegu kogu kehas leiduva vere jalgadesse ning aju jääb verevarustuseta, mistõttu tekib minestamine. Aga leiutati sisseNõukogude Liidus aitab tool vähem alt seda häda vältida: tõstetud jalgadega poos paneb vere varustama hapnikuga kõiki ajuosi.
Kümme minutit pärast lennu algust põhjustab gravitatsiooni puudumine inimesel peaaegu tasakaalu-, orientatsiooni- ja koordinatsioonitaju ruumis, inimene ei pruugi isegi jälgida liikuvaid objekte. Tal on iiveldus ja ta oksendab. Sama võivad põhjustada ka kosmilised kiired - siinne kiirgus on juba palju tugevam ja kui päikesel toimub plasmapaiskumine, on oht orbiidil olevate astronautide elule reaalne, isegi lennukite reisijad võivad kõrgel lennul kannatada.. Tekivad nägemishäired, tursed ja muutused võrkkestas, silmamuna deformeerub. Inimene muutub nõrgaks ja ei suuda täita ülesandeid, mis on tema ees.
Mõistatused
Samas tunnevad inimesed aeg-aj alt ka kõrget kosmilist kiirgust Maal, selleks ei pea nad üldse kosmilistes avarustes surfama. Meie planeeti pommitavad pidev alt kosmilise päritoluga kiired ja teadlased viitavad sellele, et meie atmosfäär ei paku alati piisavat kaitset. On palju teooriaid, mis varustavad neid energiaosakesi sellise jõuga, mis piirab oluliselt planeetide võimalusi neile elu tekkeks. Paljudel juhtudel on nende kosmiliste kiirte olemus meie teadlaste jaoks endiselt lahendamatu mõistatus.
Subatomaarsed laetud osakesed liiguvad kosmoses peaaegu valguse kiirusel, neid on juba korduv alt registreeritud satelliitidel ja isegiõhupallid. Need on keemiliste elementide, prootonite, elektronide, footonite ja neutriinode tuumad. Samuti pole välistatud tumeaine osakeste – raskete ja üliraskete – esinemine kosmilise kiirguse rünnakul. Kui neid oleks võimalik tuvastada, laheneksid mitmed kosmoloogiliste ja astronoomiliste vaatluste vastuolud.
Atmosfäär
Mis kaitseb meid kosmilise kiirguse eest? Ainult meie õhkkond. Kosmilised kiired, mis ähvardavad kõigi elusolendite surma, põrkuvad selles ja tekitavad teiste osakeste voogusid - kahjutuid, sealhulgas müüone, elektronide palju raskemaid sugulasi. Võimalik oht on endiselt olemas, kuna mõned osakesed jõuavad Maa pinnale ja tungivad mitmekümne meetri kaugusele selle soolestikku. Kiirguse tase, mida iga planeet saab, näitab selle sobivust või mittesobivust eluks. Kõrge kosmiline kiirgus, mida kosmilised kiired endaga kaasas kannavad, ületab kaugelt meie tähe kiirgust, sest prootonite ja footonite energia, näiteks meie Päikesel, on väiksem.
Ja suure kiirgusdoosi korral on elu võimatu. Maal kontrollib seda doosi planeedi magnetvälja tugevus ja atmosfääri paksus, mis vähendab oluliselt kosmilise kiirguse ohtu. Näiteks Marsil võib elu olla, kuid sealne atmosfäär on tühine, puudub oma magnetväli, mis tähendab, et puudub kaitse kogu kosmost läbivate kosmiliste kiirte eest. Marsi kiirgustase on tohutu. Ja kosmilise kiirguse mõju planeedi biosfäärile on selline, et kogu elu sellel sureb.
Mis on tähtsam?
Meil on vedanud, meil on nii Maad ümbritsev atmosfääri paksus kui ka oma piisav alt võimas magnetväli, mis neelab maapõue jõudnud kahjulikke osakesi. Huvitav, kelle planeedi kaitse töötab aktiivsem alt – kas atmosfäär või magnetväli? Teadlased katsetavad, luues magnetväljaga või ilma magnetväljata planeetide mudeleid. Ja magnetväli ise erineb nendes planeetide mudelites tugevuse poolest. Varem olid teadlased kindlad, et see on peamine kaitse kosmilise kiirguse eest, kuna nad kontrollivad selle taset pinnal. Siiski leiti, et kokkupuute hulk määrab suuremal määral planeeti katva atmosfääri paksuse.
Kui magnetväli Maal "välja lülitada", siis kiirgusdoos ainult kahekordistub. Seda on palju, kuid isegi meie jaoks peegeldub see üsna hoomamatult. Ja kui lahkute magnetväljast ja eemaldate atmosfääri ühe kümnendikuni selle koguhulgast, suureneb annus surmav alt - kahe suurusjärgu võrra. Kohutav kosmiline kiirgus tapab kõik ja kõik Maal. Meie Päike on kollane kääbustäht, nende ümber peetakse planeete peamisteks elamiskõlblikkuse kandidaatideks. Need on suhteliselt tuhmid tähed, neid on palju, umbes kaheksakümmend protsenti meie universumi tähtede koguarvust.
Kosmos ja evolutsioon
Teoreetikud on välja arvutanud, et sellistel kollaste kääbuste orbiitidel asuvatel planeetidel, mis asuvad eluks sobivates tsoonides, on magnetväljad palju nõrgemad. See kehtib eriti nn super-Maade kohta -suured kivised planeedid, mis on kümme korda suuremad kui meie Maa mass. Astrobioloogid olid kindlad, et nõrgad magnetväljad vähendasid oluliselt elamiskõlblikkuse võimalusi. Ja nüüd näitavad uued avastused, et see pole nii suur probleem, kui inimesed varem arvasid. Peamine oleks atmosfäär.
Teadlased uurivad põhjalikult suureneva kiirguse mõju olemasolevatele elusorganismidele – loomadele, aga ka mitmesugustele taimedele. Kiirgusuuringud seisnevad nende eksponeerimises erineva kiirgusastmega, alates väikesest kuni äärmuslikuni, ning seejärel otsustades, kas nad jäävad ellu ja kui erinev alt nad end ellu jäädes tunnevad. Mikroorganismid, mida mõjutab järk-järgult suurenev kiirgus, võivad meile näidata, kuidas evolutsioon Maal toimus. Just kosmilised kiired, nende kõrge kiirgus, sundis tulevase inimese kunagi palmipuu otsast alla minema ja kosmost uurima. Ja inimkond ei naase enam kunagi puude juurde.
Kosmosekiirgus 2017
2017. aasta septembri alguses oli kogu meie planeet väga ärevil. Päike paiskas pärast kahe suure tumedate laikude rühma ühinemist ootamatult välja tonnide viisi päikeseainet. Ja selle väljutamisega kaasnesid X klassi rakud, mis sundisid planeedi magnetvälja sõna otseses mõttes kulumise nimel tööle. Järgnes suur magnettorm, mis põhjustas paljudel inimestel haigusi, aga ka erakordselt haruldasi, peaaegu enneolematuid loodusnähtusi Maal. Näiteks jäädvustati võimsaid pilte virmalistest Moskva lähistel ja Novosibirskis, mis polnud neil laiuskraadidel kunagi olnud. Selliste nähtuste ilu ei varjutanud aga kosmilise kiirgusega planeedile tunginud surmava päikesesähvatuse tagajärgi, mis osutus tõeliselt ohtlikuks.
Selle võimsus oli maksimumi lähedal, X-9, 3, kus täht on klass (ülisuur välklamp) ja number on välgu tugevus (kümnest võimalikust). Koos selle väljutamisega ähvardas kosmosesidesüsteemide ja kõigi orbitaaljaamas asuvate seadmete rike. Astronaudid olid sunnitud ootama seda kohutavat kosmilise kiirguse voogu, mida kosmilised kiirgused kannavad spetsiaalses varjualuses. Sidekvaliteet nende kahe päeva jooksul halvenes oluliselt nii Euroopas kui ka Ameerikas, täpselt sinna, kuhu suunati laetud osakeste voog kosmosest. Umbes päev enne hetke, mil osakesed jõudsid Maa pinnale, anti välja hoiatus kosmilise kiirguse eest, mis kõlas igal kontinendil ja igas riigis.
Päikese vägi
Meie valgusti poolt ümbritsevasse kosmosesse kiiratav energia on tõeliselt tohutu. Mõne minuti jooksul lendab kosmosesse miljardeid megatonne, kui arvestada TNT ekvivalendis. Inimkond suudab tänapäevase kiirusega nii palju energiat toota alles miljoni aasta pärast. Vaid viiendik kogu Päikese poolt sekundis kiiratavast energiast. Ja see on meie väike ja mitte liiga kuum päkapikk! Kui vaid kujutate ette, kui palju hävitavat energiat toodavad teised kosmilise kiirguse allikad, mille kõrval meie Päike näib peaaegu nähtamatu liivaterana, läheb teie pea ringi. Milline õnnistus, et meil on hea magnetväli ja suurepärane atmosfäär, mis ei lase meil surra!
Inimesed puutuvad sellise ohuga kokku iga päev, sest kosmose radioaktiivne kiirgus ei kuiva kunagi ära. Just se alt tuleb suurem osa kiirgusest meieni – mustadest aukudest ja tähtede parvedest. See on võimeline tapma suure kiirgusdoosi korral ja väikese doosi korral võib see muuta meid mutantideks. Kuid me peame ka meeles pidama, et evolutsioon Maal toimus tänu sellistele voogudele, kiirgus muutis DNA struktuuri selliseks, nagu me praegu jälgime. Kui see "ravim" välja sorteerida, st kui tähtede kiirgav kiirgus ületab lubatud taseme, on protsessid pöördumatud. Lõppude lõpuks, kui olendid muteeruvad, ei naase nad oma algsesse olekusse, siin pole vastupidist mõju. Seetõttu ei näe me kunagi neid elusorganisme, mis olid Maal vastsündinud elus. Iga organism püüab kohaneda keskkonnamuutustega. See kas sureb või kohaneb. Kuid tagasiteed pole.
ISS ja päikesepaiste
Kui Päike meile laetud osakeste vooluga tere saatis, möödus ISS just Maa ja tähe vahelt. Plahvatuse käigus vabanenud suure energiaga prootonid tekitasid jaamas absoluutselt ebasoovitava kiirgusfooni. Need osakesed tungivad läbi absoluutselt iga kosmoseaparaadi. Kuid kosmosetehnoloogia säästis seda kiirgust, kuna löök oli võimas, kuid liiga lühike selle keelamiseks. Kuidmeeskond peitis end kogu selle aja spetsiaalses varjualuses, sest inimkeha on palju haavatavam kui tänapäevane tehnoloogia. Puhang ei olnud üks, need toimusid terve seeriana, kuid kõik algas 4. septembril 2017, et 6. septembril kosmost äärmusliku väljapaiskumisega raputada. Viimase kaheteistkümne aasta jooksul pole Maal veel tugevamat voolu täheldatud. Päikese poolt välja paiskunud plasmapilv jõudis Maast ette planeeritust palju varem, mis tähendab, et voolu kiirus ja võimsus ületasid oodatud poolteist korda. Sellest lähtuv alt oli mõju Maale oodatust palju tugevam. Kaksteist tundi edestas pilv kõiki meie teadlaste arvutusi ja vastav alt sellele oli planeedi magnetväli rohkem häiritud.
Magnettormi võimsus osutus 4 võimalikuks 5-st ehk oodatust kümme korda suuremaks. Kanadas täheldati ka aurorasid isegi keskmistel laiuskraadidel, nagu Venemaal. Maal toimus planetaarse iseloomuga magnettorm. Võite ette kujutada, mis kosmoses toimus! Kiirgus on seal olemasolevatest kõige olulisem oht. Kaitse selle eest on vajalik kohe, niipea, kui kosmoselaev lahkub atmosfääri ülaosast ja jätab magnetväljad kaugele allapoole. Laenguta ja laetud osakeste vood – kiirgus – imbuvad pidev alt ruumi. Samad tingimused ootavad meid igal Päikesesüsteemi planeedil: meie planeetidel puudub magnetväli ja atmosfäär.
Kiirguse tüübid
Kosmoses peetakse ioniseerivat kiirgust kõige ohtlikumaks. Need on gammakiirgus ja Päikese röntgenikiirgus, need on osakesed, mis lendavad järelekromosfääri päikesepursked, need on galaktilised, galaktilised ja päikese kosmilised kiired, päikesetuul, kiirgusvööde prootonid ja elektronid, alfaosakesed ja neutronid. Samuti on mitteioniseeriv kiirgus - see on päikese ultraviolett- ja infrapunakiirgus, see on elektromagnetkiirgus ja nähtav valgus. Suurt ohtu neis ei ole. Meid kaitseb atmosfäär ja astronauti kaitseb skafandr ja laevanahk.
Ioniseeriv kiirgus toob kaasa korvamatuid probleeme. See on kahjulik mõju kõigile inimkehas toimuvatele eluprotsessidele. Kui suure energiaga osake või footon läbib oma teel olevat ainet, moodustavad nad selle ainega interaktsiooni tulemusena laetud osakeste paari - iooni. See mõjutab isegi elutut ainet ja elusolendid reageerivad kõige ägedam alt, kuna kõrgelt spetsialiseerunud rakkude organiseerimine nõuab uuenemist ja see protsess, kuni organism on elus, toimub dünaamiliselt. Ja mida kõrgem on organismi evolutsiooniline areng, seda pöördumatum on kiirguskahjustus.
Kiirguskaitse
Teadlased otsivad selliseid vahendeid kaasaegse teaduse erinevatest valdkondadest, sealhulgas farmakoloogiast. Siiani pole ükski ravim olnud efektiivne ja kiirgusega kokku puutunud inimesed surevad jätkuv alt. Loomadega tehakse katseid nii maal kui ka kosmoses. Ainus asi, mis sai selgeks, on see, et iga ravimit peaks inimene võtma enne kokkupuute algust, mitte pärast seda.
Ja arvestades, et kõik sellised ravimidmürgine, siis võime eeldada, et võitlus kiirguse tagajärgedega pole veel ühegi võiduni viinud. Isegi kui farmakoloogilisi aineid võetakse õigeaegselt, kaitsevad need ainult gammakiirguse ja röntgenikiirguse eest, kuid ei kaitse prootonite, alfaosakeste ja kiirete neutronite ioniseeriva kiirguse eest.
