Rayonnement et espace : ce que vous devez savoir ? (Secrets de "rayonnement" que cache l'espace extra-atmosphérique). Fond de rayonnement naturel

L'orbite de la Station spatiale internationale a été relevée à plusieurs reprises et sa hauteur est maintenant supérieure à 400 km. Cela a été fait afin d'éloigner le laboratoire volant des couches denses de l'atmosphère, où les molécules de gaz ralentissent encore sensiblement le vol et la station perd de l'altitude. Pour ne pas corriger trop souvent l'orbite, il serait bon de surélever encore la station, mais ce n'est pas possible. À environ 500 km de la Terre, commence la ceinture de rayonnement inférieure (protons). Un long vol à l'intérieur de l'une des ceintures de radiation (et il y en a deux) sera désastreux pour les équipages.

Cosmonaute-liquidateur

Néanmoins, on ne peut pas dire qu'à l'altitude à laquelle l'ISS vole actuellement, il n'y ait pas de problème de radioprotection. Premièrement, dans la région de l'Atlantique Sud, il y a ce qu'on appelle l'anomalie magnétique brésilienne ou de l'Atlantique Sud. Ici, le champ magnétique terrestre semble s'affaisser, et avec lui, la ceinture de rayonnement inférieure s'avère plus proche de la surface. Et l'ISS le touche encore, volant dans cette zone.

Deuxièmement, une personne dans l'espace est menacée par le rayonnement galactique - un flux de particules chargées se précipitant de toutes les directions et à grande vitesse, généré par des explosions de supernova ou l'activité de pulsars, quasars et autres corps stellaires anormaux. Certaines de ces particules sont retardées par le champ magnétique terrestre (qui est l'un des facteurs de formation des ceintures de rayonnement), l'autre partie perd de l'énergie lors d'une collision avec des molécules de gaz dans l'atmosphère. Quelque chose atteint la surface de la Terre, de sorte qu'un petit fond radioactif est présent sur notre planète absolument partout. En moyenne, une personne vivant sur Terre qui ne traite pas avec des sources de rayonnement reçoit une dose de 1 millisievert (mSv) par an. Un astronaute sur l'ISS gagne 0,5-0,7 mSv. Du quotidien!

Les ceintures de rayonnement de la Terre sont des zones de la magnétosphère où s'accumulent des particules chargées de haute énergie. La ceinture intérieure se compose principalement de protons, tandis que la ceinture extérieure se compose d'électrons. En 2012, une autre ceinture a été découverte par le satellite de la NASA, située entre les deux connues.

"Une comparaison intéressante peut être faite", déclare Vyacheslav Shurshakov, chef du département de radioprotection des cosmonautes à l'Institut des problèmes biomédicaux de l'Académie russe des sciences, candidat en sciences physiques et mathématiques. - La dose annuelle admissible pour un employé d'une centrale nucléaire est de 20 mSv - 20 fois plus qu'une personne ordinaire reçoit. Pour les secouristes, ces personnes spécialement formées, la dose maximale annuelle est de 200 mSv. C'est déjà 200 fois plus que la dose habituelle et... presque la même que reçoit un astronaute qui a travaillé pendant un an sur l'ISS.

Actuellement, la médecine a établi la limite de dose maximale, qui ne peut être dépassée au cours de la vie d'une personne afin d'éviter de graves problèmes de santé. C'est 1000 mSv, soit 1 Sv. Ainsi, même un employé de centrale nucléaire avec ses normes peut travailler tranquillement pendant cinquante ans sans se soucier de rien. L'astronaute épuisera sa limite en seulement cinq ans. Mais même après avoir volé pendant quatre ans et obtenu ses 800 mSv légaux, il est peu probable qu'il soit autorisé sur un nouveau vol d'une durée d'un an, car il y aura une menace de dépassement de la limite.

« Un autre facteur du risque de rayonnement dans l'espace », explique Vyacheslav Shurshakov, « est l'activité du Soleil, en particulier les soi-disant émissions de protons. Au moment de la libération, un astronaute sur l'ISS peut recevoir 30 mSv supplémentaires en peu de temps. Il est bon que les événements de protons solaires se produisent rarement - 1 à 2 fois par cycle d'activité solaire de 11 ans. Il est mauvais que ces processus se produisent de manière stochastique, aléatoire et difficile à prévoir. Je ne me souviens pas que nous aurions été prévenus à l'avance par notre science de l'éruption à venir. Habituellement, les choses sont différentes. Les dosimètres de l'ISS montrent soudain une augmentation du bruit de fond, nous appelons des spécialistes solaires et obtenons confirmation : oui, il y a une activité anormale de notre étoile. C'est précisément à cause de tels événements soudains de protons solaires que nous ne savons jamais exactement quelle dose un astronaute emportera avec lui d'un vol.

Des particules qui rendent fou

Les problèmes de rayonnement pour les équipages se rendant sur Mars commenceront même sur Terre. Un navire pesant 100 tonnes ou plus devra être accéléré en orbite proche de la Terre pendant une longue période, et une partie de cette trajectoire passera à l'intérieur des ceintures de radiation. Ce ne sont plus des heures, mais des jours et des semaines. De plus - au-delà de la magnétosphère et du rayonnement galactique dans sa forme originale, beaucoup de particules chargées lourdes, dont l'impact sous le "parapluie" du champ magnétique terrestre se fait peu sentir.

« Le problème, explique Vyacheslav Shurshakov, c'est que l'influence des particules sur les organes critiques du corps humain (par exemple, le système nerveux) est peu étudiée aujourd'hui. Peut-être que les radiations provoqueront une perte de mémoire chez un astronaute, provoqueront des réactions comportementales anormales, une agression. Et il est très probable que ces effets ne seront pas spécifiques à la dose. Jusqu'à ce que suffisamment de données aient été accumulées sur l'existence d'organismes vivants en dehors du champ magnétique terrestre, il est très risqué de se lancer dans des expéditions spatiales à long terme.

Lorsque les experts en radioprotection suggèrent aux concepteurs d'engins spatiaux de renforcer la biosécurité, ils répondent par une question apparemment assez rationnelle : « Quel est le problème ? L'un des astronautes est-il mort de la maladie des radiations ? Malheureusement, les doses de rayonnement reçues à bord ne sont même pas les vaisseaux spatiaux du futur, mais l'ISS qui nous est familière, bien qu'elle soit conforme aux normes, n'est pas du tout inoffensive. Pour une raison quelconque, les cosmonautes soviétiques ne se sont jamais plaints de leur vue - apparemment, ils avaient peur pour leur carrière, mais les données américaines montrent clairement que le rayonnement cosmique augmente le risque de cataracte, d'opacification du cristallin. Des études sur le sang des astronautes démontrent une augmentation des aberrations chromosomiques dans les lymphocytes après chaque vol spatial, ce qui est considéré comme un marqueur tumoral en médecine. En général, il a été conclu que recevoir une dose admissible de 1 Sv au cours d'une vie raccourcit la vie en moyenne de trois ans.

Risques lunaires

L'un des arguments "forts" des partisans de la "conspiration lunaire" est l'affirmation selon laquelle traverser les ceintures de radiation et se trouver sur la Lune, où il n'y a pas de champ magnétique, entraînerait la mort inévitable des astronautes par maladie des radiations. Les astronautes américains ont vraiment dû traverser les ceintures de radiation de la Terre - protons et électrons. Mais cela s'est produit en quelques heures seulement, et les doses reçues par les équipages d'Apollo lors des missions se sont révélées importantes, mais comparables à celles reçues par les anciens de l'ISS. «Bien sûr, les Américains ont eu de la chance», déclare Vyacheslav Shurshakov, «après tout, pas un seul événement de protons solaires ne s'est produit pendant leurs vols. Si cela se produisait, les astronautes recevraient des doses sublétales - non plus 30 mSv, mais 3 Sv.

Mouillez vos serviettes !

« Nous, experts dans le domaine de la radioprotection », déclare Vyacheslav Shurshakov, « insistons pour que la protection des équipages soit renforcée. Par exemple, sur l'ISS, les plus vulnérables sont les cabines des cosmonautes, où ils se reposent. Il n'y a pas de masse supplémentaire là-bas, et seule une paroi métallique de quelques millimètres d'épaisseur sépare une personne de l'espace extra-atmosphérique. Si l'on ramène cette barrière à l'équivalent en eau admis en radiologie, ce n'est que 1 cm d'eau. A titre de comparaison : l'atmosphère terrestre, sous laquelle nous nous abritons des radiations, équivaut à 10 m d'eau. Récemment, nous avons proposé de protéger les cabines des astronautes avec une couche supplémentaire de serviettes et de serviettes imbibées d'eau, ce qui réduirait considérablement l'effet des radiations. Des médicaments sont en cours de développement pour protéger contre les radiations - cependant, ils ne sont pas encore utilisés sur l'ISS. Peut-être qu'à l'avenir, en utilisant les méthodes de la médecine et du génie génétique, nous pourrons améliorer le corps humain de manière à ce que ses organes critiques soient plus résistants aux facteurs de rayonnement. Mais dans tous les cas, sans une attention particulière de la science à ce problème, les vols spatiaux lointains peuvent être oubliés.

Le philosophe russe N.F. Fedorov (1828 - 1903) a déclaré pour la première fois qu'avant les gens se trouve la voie de l'exploration de tout l'espace extra-atmosphérique en tant que voie stratégique pour le développement de l'humanité. Il a attiré l'attention sur le fait que seule une région aussi illimitée est capable d'attirer à elle toute l'énergie spirituelle, toutes les forces de l'humanité, qui sont gaspillées en frictions mutuelles ou dépensées en bagatelles. ... Son idée de réorienter le potentiel industriel et scientifique du complexe militaro-industriel vers l'exploration et l'exploration de l'espace extra-atmosphérique, y compris l'espace lointain, est capable de réduire radicalement le danger militaire dans le monde. Pour que cela se produise dans la pratique, cela doit d'abord se produire dans l'esprit des personnes qui prennent les décisions mondiales en premier lieu. ...

Diverses difficultés surgissent sur le chemin de l'exploration spatiale. Le problème des radiations apparaîtrait comme le principal obstacle, voici une liste de publications à ce sujet :

29/01/2004, journal "Trud", "Irradiation en orbite" ;
("Et voici les tristes statistiques. Sur nos 98 cosmonautes volants, dix-huit ne sont plus en vie, soit un cinquième. Parmi ceux-ci, quatre sont morts lors du retour sur Terre, Gagarine - dans un accident d'avion. Quatre sont morts d'un cancer (Anatoly Levchenko avait 47 ans, Vladimir Vasyutin avait 50 ans...).")

2. Pendant les 254 jours du vol vers Mars du rover Curiosity, la dose de rayonnement était supérieure à 1 Sv, c'est-à-dire plus de 4 mSv/jour en moyenne.

3. Lorsque les astronautes volent autour de la Terre, la dose de rayonnement est de 0,3 à 0,8 mSv / jour ()

4. Depuis la découverte du rayonnement, son étude scientifique et son développement pratique de masse par l'industrie, une quantité énorme a été accumulée, y compris l'effet du rayonnement sur le corps humain.
Afin de lier la maladie d'un astronaute à l'impact du rayonnement spatial, il est nécessaire de comparer l'incidence des astronautes qui ont volé dans l'espace avec l'incidence des astronautes du groupe témoin qui n'étaient pas dans l'espace.

5. L'encyclopédie spatiale Internet www.astronaut.ru contient toutes les informations sur les cosmonautes, les astronautes et les taïkonautes qui ont volé dans l'espace, ainsi que sur les candidats sélectionnés pour les vols, mais qui ne volent pas dans l'espace.
A partir de ces données, j'ai compilé un tableau récapitulatif pour l'URSS/Russie avec les raids personnels, les dates de naissance et de décès, les causes de décès, etc.
Les données résumées sont présentées dans le tableau :

	À la base espace encyclopédies, Humain	Direct, Humain	Décédés de toutes les raisons Humain	Décédés du cancer Humain
Volé dans l'espace	116 , d'eux 28 - avec un temps de vol allant jusqu'à 15 jours, 45 - avec un temps de vol de 16 à 200 jours, 43 - avec un temps de vol de 201 à 802 jours	87 (âge moyen - 61 ans) d'eux 61 à la retraite	29 (25%) âge moyen - 61 ans	7 (6%), d'eux 3 - avec une touche de 1-2 jours, 3 - avec un temps de vol de 16 à 81 jours 1 - avec un temps de vol de 269 jours
N'a pas volé dans l'espace	158	101 (âge moyen - 63 ans) d'eux 88 à la retraite	57 (36%) âge moyen - 59 ans	11 (7%)

Des différences significatives et claires entre un groupe de personnes qui ont volé dans l'espace et groupe de contrôle pas trouvé.
Sur les 116 personnes en URSS/Russie qui ont volé dans l'espace au moins une fois, 67 personnes ont un temps de vol individuel supérieur à 100 jours (maximum 803 jours), 3 d'entre elles sont décédées à 64, 68 et 69 ans. L'un des défunts avait un cancer. Les autres sont vivants en novembre 2013, dont 20 cosmonautes avec des vols maximum (de 382 à 802 jours) avec des doses (210 - 440 mSv) avec une moyenne quotidienne de 0,55 mSv. Cela confirme la sûreté radiologique des vols spatiaux de longue durée.

6. Il existe également de nombreuses autres données sur la santé des personnes qui ont été exposées à des doses accrues de rayonnement pendant les années de création de l'industrie nucléaire en URSS. Ainsi, « à la Mayak Production Association : « En 1950-1952. le débit de dose de gamma externe (rayonnement à proximité des appareils technologiques atteint 15-180 mR / h. Les doses annuelles d'exposition externe à 600 travailleurs observés de l'usine s'élevaient à 1,4-1,9 Sv / an. Dans certains cas, les doses annuelles maximales d'exposition externe atteint 7-8 Sv/an...
Sur les 2300 travailleurs qui ont eu une maladie chronique des rayons, après 40 à 50 ans d'observation, 1200 personnes restent en vie avec une dose totale moyenne de 2,6 Gy à un âge moyen de 75 ans. Et sur 1100 décès (dose moyenne 3,1 Gy), dans la structure des causes de décès, une augmentation de la proportion de tumeurs malignes est perceptible, mais leur âge moyen s'élevait à 65 ans.
"Problèmes hérités du nucléaire et moyens de les résoudre." - Sous la direction générale de E.V. Evstratova, A.M. Agapova, N.P. Laverova, LA Bolchova, I.I. Linge. - 2012 - 356 p. -T1. (Télécharger)

7. "... des études approfondies portant sur environ 100 000 personnes qui ont survécu aux bombardements atomiques d'Hiroshima et de Nagasaki en 1945 ont montré que jusqu'à présent, le cancer est la seule cause d'augmentation de la mortalité dans ce groupe de population.
"Cependant, en même temps, le développement d'un cancer sous l'influence des radiations n'est pas spécifique ; il peut aussi être causé par d'autres facteurs naturels ou artificiels (tabagisme, pollution de l'air, de l'eau, produits contenant des produits chimiques, etc.) . Le rayonnement ne fait qu'augmenter le risque qui existe sans lui. Par exemple, les médecins russes estiment que la contribution de la malnutrition au développement du cancer est de 35% et le tabagisme de 31%. Et la contribution des rayonnements, même en cas d'exposition grave, ne dépasse pas 10%.


(source "Liquidateurs. Conséquences radiologiques de Tchernobyl", V. Ivanov, Moscou, 2010 (télécharger)

8. « Dans la médecine moderne, la radiothérapie est l'une des trois principales méthodes de traitement du cancer (les deux autres sont la chimiothérapie et la chirurgie traditionnelle). En même temps, si l'on part de la sévérité des effets secondaires, la radiothérapie est beaucoup plus facile à tolérer. Dans les cas particulièrement graves, les patients peuvent recevoir une dose totale très élevée - jusqu'à 6 grays (malgré le fait qu'une dose de l'ordre de 7-8 grays est fatale !). Mais même avec une dose aussi énorme, lorsque le patient se rétablit, il revient souvent à une vie bien remplie d'une personne en bonne santé - même les enfants nés d'anciens patients de cliniques de radiothérapie ne présentent aucun signe d'anomalies génétiques congénitales associées aux radiations.
Si vous examinez attentivement et pesez les faits, un phénomène tel que la radiophobie - une peur irrationnelle des radiations et de tout ce qui s'y rapporte - devient complètement illogique. En effet : les gens croient qu'il s'est passé quelque chose de terrible lorsque l'affichage du dosimètre montre au moins un double excès du fond naturel - et en même temps ils sont contents d'aller améliorer leur santé aux sources de radon, où le fond peut être dépassé de dix ou plus de fois. De fortes doses de rayonnements ionisants guérissent les patients atteints de maladies mortelles - et en même temps, une personne tombée accidentellement dans le champ de rayonnement attribue sans ambiguïté la détérioration de sa santé (si une telle détérioration s'est produite) à l'action des rayonnements. ("Radiation en médecine", Yu.S. Koryakovsky, A.A. Akatov, Moscou, 2009)
Les statistiques de mortalité montrent qu'un habitant sur trois en Europe meurt de divers types de cancer.
L'une des principales méthodes de traitement des tumeurs malignes est la radiothérapie, qui est nécessaire pour environ 70% des patients atteints de cancer, alors qu'en Russie, seuls 25% environ de ceux qui en ont besoin la reçoivent. ()

Sur la base de toutes les données accumulées, nous pouvons affirmer avec certitude que le problème du rayonnement dans l'exploration spatiale est grandement exagéré et que la voie de l'exploration spatiale est ouverte à l'humanité.

PS L'article a été publié dans la revue professionnelle "Atomic Strategy", et avant cela, sur le site Web de la revue, il a été évalué par un certain nombre d'experts. Voici le commentaire le plus informatif reçu là-bas : " Qu'est-ce que le rayonnement cosmique. Ce rayonnement est Solaire + Galactique. Le Soleil est plusieurs fois plus intense que le Galactique, en particulier pendant l'activité solaire. C'est ce qui détermine la dose principale. Sa composition en composants et en énergie est constituée de protons (90%) et le reste est moins important (électrique, gamma, ...). L'énergie de la fraction principale des protons est de keV à 80-90 MeV. (Il y a aussi une queue à haute énergie, mais ce ne sont que des fractions de pour cent.) La portée d'un proton de 80 MeV est d'environ 7 (g/cm^2) soit environ 2,5 cm d'aluminium. Ceux. dans un mur de vaisseau spatial de 2,5 à 3 cm d'épaisseur, ils sont complètement absorbés. Bien que les protons génèrent des neutrons dans les réactions nucléaires sur l'aluminium, l'efficacité de génération est faible. Ainsi, le débit de dose derrière la coque du navire est assez élevé (car le facteur de conversion flux-dose pour les protons aux énergies indiquées est très élevé). Et à l'intérieur le niveau est tout à fait acceptable, quoique plus élevé que sur Terre. Un lecteur réfléchi et méticuleux demandera immédiatement sarcastiquement - Qu'en est-il dans un avion. Après tout, le débit de dose y est beaucoup plus élevé que sur Terre. La réponse est correcte. L'explication est simple. Les protons et les noyaux solaires et galactiques de haute énergie interagissent avec les noyaux de l'atmosphère (réactions de production multiple de hadrons), provoquent une cascade de hadrons (douche). Par conséquent, la distribution en altitude de la densité de flux de particules ionisantes dans l'atmosphère a un maximum. Il en est de même pour la gerbe électron-photon. Hadrons et douches par exemple se développer et s'éteindre dans l'atmosphère. L'épaisseur de l'atmosphère est d'environ 80-100 g/cm^2 (équivalent à 200 cm de béton ou 50 cm de fer.) Et il n'y a pas assez de substance dans la peau pour former une bonne douche. D'où le paradoxe apparent - plus l'épaisseur de la protection du navire est importante, plus le débit de dose à l'intérieur est élevé. Par conséquent, une protection mince est préférable à une protection épaisse. Mais! Une protection de 2 à 3 cm est nécessaire (affaiblit la dose de protons d'un ordre de grandeur). Maintenant pour les chiffres. Sur Mars, le dosimètre Curiosity a gagné environ 1 Sv en près d'un an. La raison de la dose suffisamment élevée est que le dosimètre n'avait pas d'écran de protection mince, ce qui a été mentionné ci-dessus. Mais encore, 1 Sv est-il trop ou trop peu ? Est-ce mortel ? Deux de mes amis liquidateurs ont obtenu environ 100 R chacun (bien sûr, en termes de gamma et en termes de hadrons - quelque part autour de 1 Sv). Ils se sentent mieux que nous. Non désactivé. L'approche officielle documents réglementaires. - Avec l'autorisation des organes territoriaux de surveillance sanitaire de l'État, il est possible de recevoir une dose planifiée de 0,2 Sv par an. (c'est-à-dire comparable à 1 Sv). Et le niveau d'exposition prévu auquel une intervention urgente est nécessaire est de 1 Gy pour l'ensemble du corps (il s'agit de la dose absorbée, approximativement égale à 1 Sv en dose équivalente.) Et pour les poumons - 6 Gy. Ceux. pour ceux qui ont reçu une dose au corps entier inférieure à 1 Sv et aucune intervention n'est requise. Donc, ce n'est pas si effrayant. Mais il vaut mieux, bien sûr, ne pas recevoir de telles doses. "

Établissement d'enseignement régional de l'État de Tambov

École polyvalente– internat avec formation initiale au pilotage

nommé d'après MM Raskova

abstrait

"Radiation cosmique"

Terminé : élève du peloton 103

Alexeï Krasnoslobodtsev

Tête : Pelivan V.S.

Tambov 2008

1. Introduction.

2. Qu'est-ce que le rayonnement cosmique.

3. Comment se produit le rayonnement cosmique.

4. L'impact du rayonnement cosmique sur les humains et environnement.

5. Moyens de protection contre les rayonnements cosmiques.

6. Formation de l'Univers.

7. Conclusion.

8. Bibliographie.

1. INTRODUCTION

L'homme ne restera pas éternellement sur terre,

mais à la poursuite de la lumière et de l'espace,

pénétrer d'abord timidement au-delà

atmosphère, puis tout conquérir

espace environnant.

K. Tsiolkovsky

Le 21e siècle est le siècle des nanotechnologies et des vitesses gigantesques. Notre vie coule sans cesse et inévitablement, et chacun de nous s'efforce de suivre son temps. Des problèmes, des problèmes, la recherche de solutions, un flux énorme d'informations de toutes parts... Comment faire face à tout cela, comment trouver sa place dans la vie ?

Arrêtons-nous et réfléchissons...

Les psychologues disent qu'une personne peut sans cesse regarder trois choses : le feu, l'eau et le ciel étoilé. En effet, le ciel a toujours attiré l'homme. Il est incroyablement beau au lever et au coucher du soleil, il semble être infiniment bleu et profond pendant la journée. Et, en regardant passer les nuages ​​​​en apesanteur, en regardant les vols d'oiseaux, je veux rompre avec l'agitation quotidienne, m'élever dans le ciel et ressentir la liberté de voler. Et le ciel étoilé par une nuit noire... comme c'est mystérieux et inexplicablement beau ! Et comment tu veux lever le voile du mystère. À de tels moments, vous vous sentez comme une petite particule d'un espace énorme, effrayant et pourtant irrésistiblement séduisant, qui s'appelle l'Univers.

Qu'est-ce que l'Univers ? Comment est-ce arrivé? Que cache-t-elle en elle-même, que nous a-t-elle préparé : "la raison universelle" et les réponses à de nombreuses questions ou la mort de l'humanité ?

Les questions surgissent dans un flot incessant.

L'espace pour personne ordinaire il semble hors de portée. Mais, néanmoins, son impact sur une personne est constant. Dans l'ensemble, c'est l'espace extra-atmosphérique qui a fourni les conditions sur Terre qui ont conduit à la naissance de la vie qui nous est familière, et donc à l'émergence de l'homme lui-même. L'influence de l'espace se fait largement sentir encore aujourd'hui. Les "particules de l'univers" nous parviennent à travers la couche protectrice de l'atmosphère et affectent le bien-être d'une personne, sa santé et les processus qui se déroulent dans son corps. C'est pour nous, qui vivons sur terre, et que pouvons-nous dire de ceux qui explorent l'espace extra-atmosphérique.

J'étais intéressé par la question suivante : qu'est-ce que le rayonnement cosmique et quel est son effet sur l'homme ?

J'étudie dans un internat avec une formation initiale au pilotage. Les garçons qui rêvent de conquérir le ciel viennent à nous. Et ils ont déjà fait le premier pas vers la réalisation de leur rêve, en quittant les murs de leur maison et en décidant de venir dans cette école, où ils étudient les bases du pilotage, la conception d'avions, où ils ont chaque jour l'occasion de communiquer avec des personnes qui se sont envolées à plusieurs reprises. Et que ce ne soit jusqu'à présent que des avions qui ne peuvent pas complètement surmonter la gravité terrestre. Mais ce n'est que la première étape. Le destin et le chemin de vie de toute personne commencent par un petit pas timide et incertain d'un enfant. Qui sait, peut-être que l'un d'entre eux fera le deuxième pas, le troisième... et maîtrisera les engins spatiaux et s'élèvera vers les étoiles dans les étendues illimitées de l'Univers.

Par conséquent, pour nous, cette question est tout à fait pertinente et intéressante.

2. QU'EST-CE QUE LE RAYONNEMENT COSMIQUE ?

L'existence des rayons cosmiques a été découverte au début du XXe siècle. En 1912, le physicien australien W. Hess, escalade montgolfière, ont remarqué que la décharge d'un électroscope à haute altitude se produit beaucoup plus rapidement qu'au niveau de la mer. Il est devenu clair que l'ionisation de l'air, qui supprimait la décharge de l'électroscope, était d'origine extraterrestre. Millikan a été le premier à faire cette hypothèse, et c'est lui qui a donné à ce phénomène son nom moderne - rayonnement cosmique.

Il a maintenant été établi que le rayonnement cosmique primaire est constitué de particules stables de haute énergie volant dans diverses directions. L'intensité du rayonnement cosmique dans la région du système solaire est en moyenne de 2 à 4 particules par 1 cm 2 par 1 s. Cela consiste en:

• protons - 91%
• Particules α - 6,6 %
• noyaux d'autres éléments plus lourds - moins de 1%
• électrons - 1,5%
• rayons X et gamma d'origine cosmique
• radiation solaire.

Les particules comiques primaires volant de l'espace mondial interagissent avec les noyaux des atomes dans les couches supérieures de l'atmosphère et forment ce que l'on appelle les rayons cosmiques secondaires. L'intensité des rayons cosmiques près des pôles magnétiques de la Terre est environ 1,5 fois plus élevée qu'à l'équateur.

La valeur moyenne de l'énergie des particules cosmiques est d'environ 10 4 MeV et l'énergie des particules individuelles est de 10 12 MeV et plus.

3. COMMENT APPARAÎT LE RAYONNEMENT COSMIQUE ?

Selon les concepts modernes, la principale source de rayonnement cosmique à haute énergie est les explosions de supernova. Le télescope à rayons X en orbite de la NASA a fourni de nouvelles preuves qu'une quantité importante de rayonnement cosmique qui bombarde constamment la Terre est produite par une onde de choc se propageant après une explosion de supernova, qui a été enregistrée dès 1572. Selon les observations de l'observatoire de rayons X Chandra, les restes de la supernova continuent de se disperser à une vitesse de plus de 10 millions de km/h, produisant deux ondes de choc, accompagnées d'un dégagement massif de rayons X. De plus, une vague

se déplace vers l'extérieur, dans le gaz interstellaire, et la seconde -

à l'intérieur, au centre de l'ancienne étoile. Vous pouvez également

affirment qu'une part importante de l'énergie

l'onde de choc "interne" va à l'accélération des noyaux atomiques à des vitesses proches de la lumière.

Les particules de haute énergie nous parviennent d'autres galaxies. Ils peuvent atteindre de telles énergies en accélérant dans les champs magnétiques inhomogènes de l'Univers.

Naturellement, l'étoile la plus proche de nous, le Soleil, est aussi une source de rayonnement cosmique. Le soleil émet périodiquement (lors des éruptions) des rayons cosmiques solaires, constitués principalement de protons et de particules α de faible énergie.

4. IMPACT DU RAYONNEMENT COSMIQUE SUR L'HOMME

ET L'ENVIRONNEMENT

Les résultats d'une étude menée par le personnel de l'Université Sophia Antipolis à Nice montrent que le rayonnement cosmique a joué un rôle crucial dans l'émergence de la vie biologique sur Terre. On sait depuis longtemps que les acides aminés peuvent exister sous deux formes - gaucher et droitier. Pourtant, sur Terre, au cœur de tout organismes biologiques naturellement développés, il n'y a que des acides aminés gauchers. Selon le personnel de l'université, la cause devrait être recherchée dans l'espace. Le soi-disant rayonnement cosmique polarisé circulairement a détruit les acides aminés droitiers. La lumière polarisée circulairement est une forme de rayonnement polarisé par les champs électromagnétiques cosmiques. Un tel rayonnement est produit lorsque des particules de poussière interstellaires s'alignent le long des lignes de champs magnétiques qui imprègnent tout l'espace environnant. La lumière polarisée circulairement représente 17% de tout le rayonnement cosmique partout dans l'espace. En fonction de la direction de polarisation, cette lumière divise sélectivement l'un des types d'acides aminés, ce qui est confirmé par l'expérience et les résultats de l'étude de deux météorites.

Le rayonnement cosmique est l'une des sources de rayonnement ionisant sur Terre.

Le fond de rayonnement naturel dû au rayonnement cosmique au niveau de la mer est de 0,32 mSv par an (3,4 μR par heure). Le rayonnement cosmique ne représente que 1/6 de la dose équivalente efficace annuelle reçue par la population. Les niveaux de rayonnement ne sont pas les mêmes pour les différentes zones. Ainsi, les pôles Nord et Sud, plus que la zone équatoriale, sont exposés aux rayons cosmiques, du fait de la présence d'un champ magnétique proche de la Terre, qui dévie les particules chargées. De plus, plus on s'éloigne de la surface terrestre, plus le rayonnement cosmique est intense. Ainsi, vivant dans des régions montagneuses et utilisant constamment les transports aériens, nous nous exposons à un risque d'exposition supplémentaire. Les personnes vivant au-dessus de 2000 m d'altitude reçoivent plusieurs fois plus de dose équivalente efficace due aux rayons cosmiques que celles vivant au niveau de la mer. Lors de la montée d'une hauteur de 4000 m (la hauteur maximale de l'habitation humaine) à 12000 m (la hauteur maximale d'un vol de transport de passagers), le niveau d'exposition augmente de 25 fois. Et pour 7,5 heures de vol sur un avion à turbopropulseur conventionnel, la dose de rayonnement reçue est d'environ 50 μSv. Au total, en raison de l'utilisation du transport aérien, la population de la Terre reçoit une dose de rayonnement d'environ 10 000 homme-Sv par an, ce qui représente une moyenne par habitant dans le monde d'environ 1 μSv par an, et en Amérique du Nord d'environ 10 μSv.

Les rayonnements ionisants nuisent à la santé humaine, ils perturbent l'activité vitale des organismes vivants :

Possédant une grande capacité de pénétration, il détruit les cellules du corps qui se divisent le plus intensément : moelle osseuse, tube digestif, etc.

provoque des changements au niveau des gènes, ce qui conduit ensuite à des mutations et à l'émergence maladies héréditaires.

provoque une division cellulaire intensive des néoplasmes malins, ce qui conduit à l'émergence de maladies cancéreuses.

conduit à des changements dans le système nerveux et le travail du cœur.

La fonction sexuelle est supprimée.

Provoque une déficience visuelle.

Le rayonnement de l'espace affecte même la vue des pilotes d'avion. Les états visuels de 445 hommes âgés d'environ 50 ans ont été étudiés, dont 79 pilotes d'avion de ligne. Les statistiques ont montré que pour les pilotes professionnels, le risque de développer une cataracte du noyau du cristallin est trois fois plus élevé que pour les représentants d'autres professions, et encore plus pour les astronautes.

Le rayonnement cosmique est l'un des facteurs défavorables pour le corps des astronautes, dont l'importance ne cesse d'augmenter à mesure que la portée et la durée des vols augmentent. Lorsqu'une personne se trouve en dehors de l'atmosphère terrestre, où le bombardement par les rayons galactiques, ainsi que les rayons cosmiques solaires, est beaucoup plus fort : environ 5 000 ions peuvent se précipiter à travers son corps en une seconde, ce qui peut détruire les liaisons chimiques dans le corps et provoquer une cascade de particules secondaires. Le danger de l'exposition aux rayonnements ionisants à faibles doses est dû au risque accru de maladies oncologiques et héréditaires. Le plus grand danger des rayons intergalactiques est représenté par les particules chargées lourdes.

Sur la base de la recherche biomédicale et des niveaux estimés de rayonnement qui existent dans l'espace, les doses maximales admissibles de rayonnement pour les astronautes ont été déterminées. Ils sont de 980 rem pour les pieds, les chevilles et les mains, 700 rem pour la peau, 200 rem pour les organes hématopoïétiques et 200 rem pour les yeux. Les résultats des expériences ont montré que dans des conditions d'apesanteur, l'influence du rayonnement est renforcée. Si ces données sont confirmées, alors le danger du rayonnement cosmique pour l'homme est susceptible d'être plus grand qu'on ne le pensait à l'origine.

Les rayons cosmiques sont capables d'influencer le temps et le climat de la Terre. Les météorologues britanniques ont prouvé que le temps nuageux est observé pendant les périodes de plus grande activité des rayons cosmiques. Le fait est que lorsque des particules cosmiques éclatent dans l'atmosphère, elles génèrent de larges "douches" de particules chargées et neutres, ce qui peut provoquer la croissance de gouttelettes dans les nuages ​​et une augmentation de la nébulosité.

Selon des recherches de l'Institut de physique solaire-terrestre, on observe actuellement une sursaut anormal d'activité solaire, dont les causes sont inconnues. Une éruption solaire est un dégagement d'énergie comparable à l'explosion de plusieurs milliers bombes à hydrogène. Lors d'éclairs particulièrement puissants, le rayonnement électromagnétique, atteignant la Terre, modifie le champ magnétique de la planète - comme s'il le secouait, ce qui affecte le bien-être des personnes sensibles aux conditions météorologiques. Tels, selon l'Organisation mondiale de la santé, 15% de la population mondiale. De plus, avec une activité solaire élevée, la microflore commence à se multiplier plus intensément et la prédisposition de la personne à de nombreuses maladies augmente. maladies infectieuses. Ainsi, les épidémies de grippe commencent 2,3 ans avant l'activité solaire maximale ou 2,3 ​​ans plus tard - après.

Ainsi, nous voyons que même une petite partie du rayonnement cosmique qui nous atteint à travers l'atmosphère peut avoir un impact significatif sur le corps et la santé humaine, sur les processus se produisant dans l'atmosphère. L'une des hypothèses sur l'origine de la vie sur Terre suggère que les particules cosmiques jouent un rôle important dans les processus biologiques et chimiques de notre planète.

5. MOYENS DE PROTECTION CONTRE LES RAYONNEMENTS COSMIQUES

Problèmes de pénétration

l'homme dans l'espace - une sorte d'épreuve

la pierre de la maturité de notre science.

L'académicien N. Sisakyan.

Malgré le fait que le rayonnement de l'Univers ait pu conduire à la naissance de la vie et à l'émergence de l'homme, pour l'homme lui-même dans sa forme pure, il est destructeur.

L'espace de vie d'une personne est limité à très insignifiant

distances est la Terre et plusieurs kilomètres au-dessus de sa surface. Et puis - espace "hostile".

Mais, comme une personne n'abandonne pas les tentatives de pénétrer dans les étendues de l'Univers, mais les maîtrise de plus en plus intensément, il est devenu nécessaire de créer certains moyens de protection contre l'influence négative du cosmos. Ceci est particulièrement important pour les astronautes.

Contrairement à la croyance populaire, ce n'est pas le champ magnétique terrestre qui nous protège de l'attaque des rayons cosmiques, mais une épaisse couche de l'atmosphère, où il y a un kilogramme d'air pour chaque cm 2 de surface. Par conséquent, après avoir volé dans l'atmosphère, un proton cosmique ne dépasse en moyenne que 1/14 de sa hauteur. Les astronautes sont privés d'une telle coque de protection.

Comme le montrent les calculs, il est impossible de réduire à zéro le risque de dommages causés par les radiations lors d'un vol spatial. Mais vous pouvez le minimiser. Et ici la chose la plus importante est protection passive vaisseau spatial, c'est-à-dire ses murs.

Pour réduire le risque d'exposition aux radiations solaire rayons cosmiques, leur épaisseur doit être d'au moins 3-4 cm pour les alliages légers.Les plastiques pourraient être une alternative aux métaux. Par exemple, le polyéthylène, celui-là même dont sont faits les cabas ordinaires, retient 20 % plus de rayons cosmiques que l'aluminium. Le polyéthylène renforcé est 10 fois plus résistant que l'aluminium et en même temps plus léger que le "métal ailé".

DE protection contre les rayons cosmiques galactiques, avec des énergies gigantesques, tout est beaucoup plus compliqué. Plusieurs méthodes sont proposées pour en protéger les astronautes. Vous pouvez créer une couche de substance protectrice autour du navire semblable à l'atmosphère terrestre. Par exemple, si de l'eau est utilisée, ce qui est nécessaire dans tous les cas, une couche de 5 m d'épaisseur sera nécessaire. Dans ce cas, la masse réservoir d'eau approchera les 500 tonnes, ce qui est beaucoup. L'éthylène peut également être utilisé, un solide qui ne nécessite pas de réservoirs. Mais même dans ce cas, la masse requise serait d'au moins 400 tonnes.L'hydrogène liquide peut être utilisé. Il bloque les rayons cosmiques 2,5 fois mieux que l'aluminium. Certes, les réservoirs de carburant seraient volumineux et lourds.

A été proposé un autre système de protection d'une personne en orbite, que l'on peut appeler circuit magnétique. Une particule chargée se déplaçant à travers un champ magnétique est soumise à une force dirigée perpendiculairement à la direction du mouvement (la force de Lorentz). Selon la configuration des lignes de champ, la particule peut dévier dans presque toutes les directions ou entrer dans une orbite circulaire, où elle tournera indéfiniment. Pour créer un tel champ, il faudrait des aimants basés sur la supraconductivité. Un tel système aura une masse de 9 tonnes, c'est beaucoup plus léger qu'une protection avec une substance, mais toujours lourd.

Les adeptes d'une autre idée proposent de charger le vaisseau spatial en électricité, si la tension de la peau externe est de 2 10 9 V, alors le vaisseau sera capable de réfléchir tous les protons des rayons cosmiques avec des énergies allant jusqu'à 2 GeV. Mais le champ électrique dans ce cas s'étendra sur une distance de dizaines de milliers de kilomètres, et le vaisseau spatial attirera les électrons de cet énorme volume vers lui-même. Ils s'écraseront sur la peau avec une énergie de 2 GeV et se comporteront de la même manière que les rayons cosmiques.

Les "vêtements" pour les sorties dans l'espace des astronautes à l'extérieur du vaisseau spatial devraient être un système de sauvetage complet:

doit créer l'atmosphère nécessaire pour respirer et maintenir la pression;

doit assurer l'évacuation de la chaleur générée par le corps humain;

Il doit protéger contre la surchauffe si une personne est du côté ensoleillé et contre le refroidissement si elle est à l'ombre ; la différence entre eux est supérieure à 100 0 С;

Protéger du rayonnement solaire aveuglant ;

Protège de la matière météorique

doit être libre de ses mouvements.

Le développement de la combinaison spatiale a commencé en 1959. Il existe plusieurs modifications des combinaisons spatiales, elles changent et s'améliorent constamment, principalement grâce à l'utilisation de nouveaux matériaux plus avancés.

Une combinaison spatiale est un appareil complexe et coûteux, et cela est facile à comprendre si vous regardez les exigences pour, par exemple, la combinaison des astronautes du vaisseau spatial Apollo. Cette combinaison doit protéger l'astronaute contre les facteurs suivants :

La structure d'une combinaison semi-rigide (pour l'espace)

La première combinaison spatiale utilisée par A. Leonov était rigide, inflexible, pesant environ 100 kg, mais ses contemporains la considéraient comme un véritable miracle de la technologie et "une machine plus compliquée qu'une voiture".

Ainsi, toutes les propositions de protection des astronautes contre les rayons cosmiques ne sont pas fiables.

6. FORMATION DE L'UNIVERS

Pour être honnête, nous voulons non seulement savoir

comment il est organisé, mais aussi, si possible, pour atteindre l'objectif

utopique et audacieux en apparence - pour comprendre pourquoi

la nature n'est que cela. C'est quoi

Élément prométhéen de la créativité scientifique.

A.Einstein.

Ainsi, le rayonnement cosmique nous vient des étendues illimitées de l'Univers. Mais comment l'univers lui-même s'est-il formé ?

C'est Einstein qui possède le théorème, sur la base duquel les hypothèses de son apparition ont été avancées. Il existe plusieurs hypothèses pour la formation de l'univers. Dans la cosmologie moderne, deux sont les plus populaires : la théorie du Big Bang et la théorie inflationniste.

Les modèles modernes de l'univers sont basés sur théorie générale relativité A. Einstein. L'équation de la gravitation d'Einstein n'a pas une, mais plusieurs solutions, ce qui explique l'existence de nombreux modèles cosmologiques.

Le premier modèle a été développé par A. Einstein en 1917. Il a rejeté les postulats de Newton sur l'absoluité et l'infinité de l'espace et du temps. Conformément à ce modèle, l'espace mondial est homogène et isotrope, la matière y est uniformément répartie, l'attraction gravitationnelle des masses est compensée par la répulsion cosmologique universelle. Le temps d'existence de l'Univers est infini, et l'espace est infini, mais fini. L'univers dans le modèle cosmologique d'Einstein est stationnaire, infini dans le temps et illimité dans l'espace.

En 1922, le mathématicien et géophysicien russe A.A. Friedman a rejeté le postulat de stationnarité et a obtenu une solution à l'équation d'Einstein décrivant l'Univers avec un espace "en expansion". En 1927, l'abbé et scientifique belge J. Lemaitre, sur la base d'observations astronomiques, introduit le concept le début de l'univers en tant qu'état superdense et la naissance de l'univers comme le Big Bang. En 1929, l'astronome américain E. P. Hubble a découvert que toutes les galaxies s'éloignent de nous, et à une vitesse qui augmente proportionnellement à la distance - le système de galaxies est en expansion. L'expansion de l'univers est considérée comme un fait scientifiquement établi. D'après les calculs de J. Lemaitre, le rayon de l'Univers dans son état originel était de 10 -12 cm, ce qui

proche en taille du rayon de l'électron, et sa

la masse volumique était de 1096 g/cm 3 . De

de son état d'origine, l'univers a commencé à s'étendre à la suite de Big Bang . G. A. Gamov, un élève de A. A. Fridman, a suggéré que la température de la matière après l'explosion était élevée et a chuté avec l'expansion de l'univers. Ses calculs ont montré que l'Univers dans son évolution passe par certaines étapes, au cours desquelles la formation de éléments chimiques et structures.

L'ère des hadrons(particules lourdes entrant dans des interactions fortes). La durée de l'ère est de 0,0001 s, la température est de 10 12 degrés Kelvin, la densité est de 10 14 g/cm 3 . A la fin d'une ère, l'annihilation des particules et des antiparticules se produit, mais il reste un certain nombre de protons, d'hypérons et de mésons.

L'ère des leptons(particules légères entrant en interaction électromagnétique). La durée de l'ère est de 10 s, la température est de 10 10 degrés Kelvin, la densité est de 10 4 g/cm 3 . Le rôle principal est joué par les particules légères qui participent aux réactions entre les protons et les neutrons.

L'ère des photons. Durée 1 million d'années. La majeure partie de la masse - l'énergie de l'univers - tombe sur les photons. À la fin de l'ère, la température chute de 10 10 à 3000 degrés Kelvin, la densité - de 10 4 g / cm 3 à 1021 g / cm 3. Le rôle principal est joué par le rayonnement, qui à la fin de l'ère est séparé de la matière.

ère des étoiles survient 1 million d'années après la naissance de l'Univers. À l'ère stellaire, le processus de formation des protoétoiles et des protogalaxies commence.

Ensuite, une image grandiose de la formation de la structure de la métagalaxie se dévoile.

Une autre hypothèse est le modèle inflationniste de l'Univers, qui considère la création de l'Univers. L'idée de création est liée à la cosmologie quantique. Ce modèle décrit l'évolution de l'Univers, à partir de l'instant 10 -45 s après le début de l'expansion.

Selon cette hypothèse, l'évolution cosmique dans l'Univers primordial passe par une série d'étapes. Début de l'univers défini par les physiciens théoriciens comme état de supergravité quantique avec un rayon de l'univers de 10 -50 cm(à titre de comparaison : la taille d'un atome est définie comme 10 -8 cm, et la taille noyau atomique 10-13 cm). Les principaux événements de l'Univers primordial se sont déroulés sur un intervalle de temps négligeable de 10-45 s à 10-30 s.

phase d'inflation. À la suite du saut quantique, l'Univers est passé dans un état de vide excité et en l'absence de matière et de rayonnement, intensément élargi de façon exponentielle. Au cours de cette période, l'espace et le temps mêmes de l'Univers ont été créés. Au cours de la période de la phase d'inflation d'une durée de 10 -34 s, l'Univers est passé de tailles quantiques inimaginables (10 -33) à des tailles inimaginables (10 1000000) cm, ce qui est supérieur de plusieurs ordres de grandeur à la taille de l'Univers observable - 10 28 cm il n'y avait pas de matière, pas de rayonnement.

Passage du stade inflationnaire au stade photonique. L'état de faux vide désintégré, l'énergie libérée est allée à la naissance de particules lourdes et d'antiparticules, qui, après annihilation, ont donné un puissant flash de rayonnement (lumière) qui a illuminé le cosmos.

L'étape de séparation de la matière du rayonnement: la substance restant après l'annihilation est devenue transparente au rayonnement, le contact entre la substance et le rayonnement a disparu. Le rayonnement séparé de la matière constitue le rayonnement moderne fond de relique- il s'agit d'un phénomène résiduel du rayonnement initial survenu après l'explosion au moment du début de la formation de l'Univers. Par la suite, le développement de l'Univers est allé dans le sens de l'état homogène le plus simple à la création de structures de plus en plus complexes - atomes (à l'origine des atomes d'hydrogène), galaxies, étoiles, planètes, synthèse d'éléments lourds à l'intérieur des étoiles , y compris ceux nécessaires à la création de la vie, à l'émergence de la vie et en tant que couronne de la création - l'homme.

La différence entre les étapes de l'évolution de l'Univers dans le modèle inflationniste et le modèle du Big Bang ne concerne que la phase initiale de l'ordre de 10 -30 s, alors il n'y a pas de différences fondamentales entre ces modèles. Différences dans l'explication des mécanismes de l'évolution cosmique associés aux mentalités .

Le premier était le problème du début et de la fin de l'existence de l'univers, dont la reconnaissance contredit les affirmations matérialistes sur l'éternité, l'indestructibilité et l'indestructibilité, etc. du temps et de l'espace.

En 1965, les physiciens théoriciens américains Penrose et S. Hawking ont prouvé un théorème selon lequel dans tout modèle de l'Univers avec expansion, il doit y avoir une singularité - une rupture dans les lignes de temps dans le passé, qui peut être comprise comme le début du temps . Il en va de même pour la situation où l'expansion se transforme en contraction - alors il y aura une rupture dans les lignes de temps à l'avenir - la fin des temps. De plus, le point de départ de la compression est interprété comme la fin des temps - le Grand Puits, où non seulement les galaxies, mais aussi les "événements" de tout le passé de l'Univers coulent.

Le deuxième problème est lié à la création du monde à partir de rien. A.A. Fridman dérive mathématiquement le moment du début de l'expansion de l'espace avec un volume nul, et dans son livre populaire "Le monde comme espace et temps", publié en 1923, il parle de la possibilité de "créer le monde à partir de rien". Une tentative de résoudre le problème de l'émergence de tout à partir de rien a été faite dans les années 80 par le physicien américain A. Gut et physicien soviétique A.Linde. L'énergie de l'Univers, qui est conservée, a été divisée en parties gravitationnelles et non gravitationnelles, qui ont des signes différents. Et alors l'énergie totale de l'Univers sera égale à zéro.

La plus grande difficulté pour les scientifiques réside dans l'explication des causes de l'évolution cosmique. Deux concepts principaux expliquent l'évolution de l'Univers : le concept d'auto-organisation et le concept de créationnisme.

Pour le concept d'auto-organisation, l'Univers matériel est la seule réalité, et aucune autre réalité n'existe à côté de celle-ci. Dans ce cas, l'évolution est décrite comme suit : il y a une mise en ordre spontanée des systèmes dans le sens de devenir des structures de plus en plus complexes. Le chaos dynamique engendre l'ordre. L'évolution cosmique n'a pas de but.

Dans le cadre du concept de créationnisme, c'est-à-dire de création, l'évolution de l'Univers est associée à la mise en œuvre d'un programme déterminé par une réalité d'un ordre supérieur au monde matériel. Les partisans du créationnisme attirent l'attention sur l'existence d'un développement dirigé à partir de systèmes simplesà d'autres plus complexes et à forte intensité d'information, au cours desquelles les conditions ont été créées pour l'émergence de la vie et de l'homme. L'existence de l'Univers dans lequel nous vivons dépend des valeurs numériques des constantes physiques fondamentales - la constante de Planck, la constante gravitationnelle, etc. Les valeurs numériques de ces constantes déterminent les principales caractéristiques de l'Univers, les tailles de les atomes, les planètes, les étoiles, la densité de la matière et la durée de vie de l'Univers. On en conclut que la structure physique de l'Univers est programmée et orientée vers l'émergence de la vie. Le but ultime de l'évolution cosmique est l'apparition de l'homme dans l'Univers conformément aux intentions du Créateur.

Un autre problème non résolu est le destin futur de l'univers. Continuera-t-il à se développer indéfiniment, ou ce processus s'inversera-t-il après un certain temps et la phase de contraction commencera-t-elle ? Le choix entre ces scénarios peut être fait s'il existe des données sur la masse totale de matière dans l'Univers (ou sa densité moyenne), qui sont encore insuffisantes.

Si la densité d'énergie dans l'univers est faible, elle se dilatera pour toujours et se refroidira progressivement. Si la densité d'énergie est supérieure à une certaine valeur critique, alors l'étage de détente sera remplacé par l'étage de compression. L'univers va rétrécir et se réchauffer.

Le modèle inflationniste prédit que la densité d'énergie devrait être critique. Cependant, les observations astrophysiques antérieures à 1998 ont indiqué que la densité d'énergie était d'environ 30 % de la valeur critique. Mais les découvertes des dernières décennies ont permis de "trouver" l'énergie manquante. Il a été prouvé que le vide possède une énergie positive (appelée énergie noire) et qu'elle est uniformément répartie dans l'espace (ce qui prouve une fois de plus qu'il n'y a pas de particules "invisibles" dans le vide).

Aujourd'hui, il existe beaucoup plus d'options pour répondre à la question sur l'avenir de l'Univers, et elles dépendent de manière significative de la théorie qui explique l'énergie cachée qui est correcte. Mais nous pouvons dire avec certitude que nos descendants verront le monde tout à fait différent de nous.

Il existe des soupçons très raisonnables qu'en plus des objets que nous voyons dans l'Univers, il y en a encore plus d'objets cachés, mais qui ont aussi une masse, et cette "masse sombre" peut être 10 fois ou plus supérieure à celle visible.

Brièvement, les caractéristiques de l'Univers peuvent être représentées comme suit.

Brève biographie de l'univers

Âge: 13,7 milliards d'années

La taille de la partie observable de l'Univers :

13,7 milliards d'années-lumière, environ 1028 cm

Densité moyenne de matière : 10 -29 g/cm3

Le poids: plus de 10 50 tonnes

Poids à la naissance :

selon la théorie du Big Bang - infini

selon la théorie inflationniste - moins d'un milligramme

Température de l'univers :

au moment de l'explosion - 10 27 K

moderne - 2.7 K

7. CONCLUSION

En collectant des informations sur le rayonnement cosmique et son impact sur l'environnement, je suis devenu convaincu que tout dans le monde est interconnecté, tout coule et change, et nous ressentons constamment les échos du passé lointain, à partir du moment où l'Univers s'est formé.

Les particules qui nous sont parvenues depuis d'autres galaxies transportent des informations sur des mondes lointains. Ces "extraterrestres de l'espace" sont capables d'avoir un impact notable sur la nature et les processus biologiques de notre planète.

Dans l'espace, tout est différent : Terre et ciel, couchers et levers de soleil, température et pression, vitesses et distances. Une grande partie nous semble incompréhensible.

L'espace n'est pas encore notre ami. Elle s'oppose à l'homme en tant que force étrangère et hostile, et tout cosmonaute, se mettant en orbite, doit être prêt à la combattre. C'est très difficile, et une personne ne sort pas toujours gagnante. Mais plus la victoire est chère, plus elle est précieuse.

L'influence de l'espace extra-atmosphérique est assez difficile à évaluer, d'une part, il a conduit à l'émergence de la vie et, finalement, a créé l'homme lui-même, d'autre part, nous sommes obligés de nous en défendre. Dans ce cas, évidemment, il faut trouver un compromis, et essayer de ne pas détruire le fragile équilibre qui existe à l'heure actuelle.

Youri Gagarine, voyant la Terre pour la première fois depuis l'espace, s'est exclamé: "Comme elle est petite!" Nous devons nous souvenir de ces paroles et protéger notre planète de toutes nos forces. Après tout, même dans l'espace, nous ne pouvons obtenir que de la Terre.

8. BIBLIOGRAPHIE.

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8. http:// www. grani. fr/Société/Science/m. 67908.html

Une bande dessinée sur la façon dont les scientifiques dans la lutte contre le rayonnement cosmique maîtriseront Mars.

Il envisage plusieurs pistes de recherche future pour protéger les astronautes de l'exposition aux rayonnements, notamment la pharmacothérapie, le génie génétique et la technologie d'hibernation. Les auteurs notent également que les radiations et le vieillissement tuent le corps de manière similaire et suggèrent que les moyens de combattre l'un peuvent fonctionner contre l'autre. Un article avec une devise de combat dans le titre Viva la radiorésistance ! (« Vive la résistance aux radiations ! ») a été publié dans le magazine Oncotarget.

« La renaissance de l'exploration spatiale est susceptible de conduire aux premières missions humaines sur Mars et dans l'espace lointain. Mais pour survivre dans des conditions de rayonnement cosmique accru, les gens devront devenir plus résistants aux facteurs externes. Dans cet article, nous proposons une méthodologie pour obtenir une radiorésistance accrue, une résistance au stress et une résistance au vieillissement. Pendant que nous travaillions sur la stratégie, nous avons réuni d'éminents scientifiques de Russie, ainsi que de la NASA, de l'Agence spatiale européenne, du Canadian Radiation Center et de plus de 25 autres centres dans le monde. Sur Terre, les technologies de radiorésistance seront également utiles, surtout si «  effet secondaire"il y aura une longévité saine", commente Alexander Zhavoronkov, professeur agrégé à l'Institut de physique et de technologie de Moscou.

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Nous veillerons à ce que les radiations n'empêchent pas l'humanité de conquérir l'espace et de coloniser Mars. Grâce aux scientifiques, nous nous envolerons vers la planète rouge et y organiserons une discothèque et un barbecue .

L'espace contre l'homme

"A l'échelle cosmique, notre planète n'est qu'un petit vaisseau bien protégé des radiations cosmiques. Le champ magnétique terrestre dévie les particules chargées solaires et galactiques, réduisant ainsi considérablement le niveau de rayonnement à la surface de la planète. Lors des vols spatiaux lointains et de la colonisation de planètes aux champs magnétiques très faibles (par exemple, Mars), il n'y aura pas une telle protection, et les astronautes et les colons seront constamment exposés à des flux de particules chargées d'une énergie énorme. En fait, l'avenir spatial de l'humanité dépend de la manière dont nous surmontons ce problème », déclare Andrey Osipov, chef du département de radiobiologie expérimentale et de médecine radiologique du Centre fédéral de biophysique médicale nommé d'après A. I. Burnazyan, professeur à l'Académie russe des sciences, employé du Laboratoire pour le développement de médicaments innovants de l'Institut de physique et de technologie de Moscou Andrey Osipov.

Une personne est sans défense contre les dangers de l'espace : rayonnement solaire, rayons cosmiques galactiques, champs magnétiques, environnement radioactif de Mars, ceinture de rayonnement terrestre, microgravité (apesanteur).

L'humanité s'est sérieusement lancée dans la colonisation de Mars - SpaceX promet de livrer un homme sur la planète rouge dès 2024, mais certains problèmes importants ne sont pas encore résolus. Ainsi, l'un des principaux dangers pour la santé des astronautes est le rayonnement cosmique. Les rayonnements ionisants endommagent les molécules biologiques, en particulier l'ADN, ce qui entraîne divers troubles : le système nerveux, le système cardiovasculaire et, principalement, le cancer. Les scientifiques proposent d'unir leurs forces et, en utilisant les dernières avancées de la biotechnologie, d'augmenter la radiorésistance d'une personne afin qu'elle puisse conquérir les étendues de l'espace lointain et coloniser d'autres planètes.

défense humaine

Le corps a des moyens de se protéger des dommages à l'ADN et de le réparer. Notre ADN est constamment affecté rayonnement naturel, ainsi que des espèces réactives de l'oxygène (ROS), qui se forment au cours de la respiration cellulaire normale. Mais lors de la réparation de l'ADN, en particulier en cas de dommages graves, des erreurs peuvent survenir. L'accumulation de dommages à l'ADN est considérée comme l'une des principales causes du vieillissement, de sorte que les radiations et le vieillissement sont des ennemis similaires de l'humanité. Cependant, les cellules peuvent s'adapter aux radiations. Il a été démontré qu'une petite dose de rayonnement peut non seulement ne pas nuire, mais aussi préparer les cellules à une réunion avec des doses plus élevées. Or les normes internationales de radioprotection n'en tiennent pas compte. Des études récentes suggèrent qu'il existe un certain seuil de rayonnement, en dessous duquel le principe "difficile à apprendre - facile à combattre" s'applique. Les auteurs de l'article estiment qu'il est nécessaire d'étudier les mécanismes d'adaptabilité radio pour les mettre en service.

Moyens d'augmenter la radiorésistance : 1) thérapie génique, génie génétique multiplex, évolution expérimentale ; 2) biobanques, technologies régénératives, ingénierie tissulaire et organique, renouvellement cellulaire induit, thérapie cellulaire ; 3) radioprotecteurs, géroprotecteurs, antioxydants ; 4) hibernation ; 5) composants organiques deutérés ; 6) sélection médicale des personnes radiorésistantes.

Aleksey Moskalev, responsable du laboratoire MIPT de génétique de la durée de vie et du vieillissement, membre correspondant de l'Académie russe des sciences, docteur en biologie, explique : « Nos études à long terme des effets des faibles doses de rayonnements ionisants sur la durée de vie des modèles les animaux ont montré que de petits effets néfastes peuvent stimuler les propres systèmes de défense de l'organisme et des cellules (réparation de l'ADN, protéines de choc thermique, élimination des cellules mortes, immunité innée). Cependant, dans l'espace, les gens rencontreront une gamme plus importante et dangereuse de doses de rayonnement. Nous avons accumulé une grande base de données de géroprotecteurs. Les connaissances acquises suggèrent que beaucoup d'entre eux fonctionnent selon le mécanisme d'activation des capacités de réserve, augmentant la résistance au stress. Il est probable qu'une telle stimulation aidera les futurs colonisateurs de l'espace extra-atmosphérique.

génie des astronautes

De plus, parmi les gens, la radiorésistance est différente : quelqu'un est plus résistant aux radiations, quelqu'un l'est moins. La sélection médicale des individus radiorésistants implique le prélèvement d'échantillons cellulaires chez des candidats potentiels et une analyse complète de la radioadaptabilité de ces cellules. Les plus résistants aux radiations s'envoleront dans l'espace. De plus, il est possible de mener des études à l'échelle du génome des personnes vivant dans des zones à haut niveau de rayonnement de fond ou qui y sont exposées dans le cadre de leur profession. Les différences génomiques chez les personnes moins sujettes au cancer et à d'autres maladies liées aux rayonnements peuvent être isolées à l'avenir et « greffées » sur des astronautes à l'aide de méthodes modernes génie génétique, comme l'édition du génome.

Il existe plusieurs options pour lesquelles des gènes doivent être introduits afin d'augmenter la radiorésistance. Premièrement, les gènes antioxydants aideront à protéger les cellules des espèces réactives de l'oxygène produites par les rayonnements. Plusieurs groupes expérimentaux ont déjà tenté avec succès de réduire la sensibilité aux radiations en utilisant de tels transgènes. Cependant, cette méthode ne sauvera pas de l'exposition directe au rayonnement, seulement de l'indirect.

Il est possible d'introduire des gènes pour des protéines responsables de la réparation de l'ADN. De telles expériences ont déjà été réalisées - certains gènes ont vraiment aidé, et certains ont conduit à une instabilité génomique accrue, donc ce domaine attend de nouvelles recherches.

Une méthode plus prometteuse est l'utilisation de transgènes radioprotecteurs. De nombreux organismes (par exemple, les tardigrades) ont un degré élevé de radiorésistance, et si vous découvrez quels gènes et quels mécanismes moléculaires derrière elle, ils peuvent être transférés à l'homme à l'aide de la thérapie génique. Pour tuer 50% des tardigrades, il faut une dose de rayonnement 1000 fois supérieure à la dose létale pour l'homme. Récemment, une protéine a été découverte qui serait l'un des facteurs de cette endurance, le soi-disant suppresseur de dommages Dsup. Dans une expérience avec une lignée cellulaire humaine, il s'est avéré que l'introduction du gène Dsup réduit les dommages de 40 %. Cela fait du gène un candidat prometteur pour protéger les humains des radiations.

Trousse de premiers soins du combattant

Les médicaments qui augmentent les défenses de l'organisme contre les rayonnements sont appelés « radioprotecteurs ». À ce jour, il n'existe qu'un seul radioprotecteur approuvé par la FDA. Mais les principales voies de signalisation des cellules impliquées dans les processus des pathologies séniles interviennent également dans les réponses aux radiations. Sur cette base, les géroprotecteurs - des médicaments qui réduisent le taux de vieillissement et prolongent l'espérance de vie - peuvent également servir de radioprotecteurs. Selon les bases de données Geroprotectors.org et DrugAge, il existe plus de 400 géroprotecteurs potentiels. Les auteurs pensent qu'il serait utile de passer en revue les médicaments existants pour leurs propriétés géro- et radioprotectrices.

Étant donné que les rayonnements ionisants agissent également par le biais d'espèces réactives de l'oxygène, les piégeurs d'oxydoréduction ou, plus simplement, les antioxydants, tels que le glutathion, le NAD et son précurseur NMN, peuvent aider à faire face aux rayonnements. Ces derniers semblent jouer rôle important en réponse aux dommages de l'ADN, et présentent donc un grand intérêt du point de vue de la protection contre les radiations et le vieillissement.

Hypernation en hibernation

Peu de temps après le lancement des premiers vols spatiaux, le principal concepteur du programme spatial soviétique, Sergei Korolev, a commencé à développer un projet ambitieux de vol habité vers Mars. Son idée était d'amener l'équipage dans un état d'hibernation (hibernation en anglais - " hibernation”) lors de voyages spatiaux de longue durée. Pendant l'hibernation, tous les processus du corps ralentissent. Des expériences sur des animaux montrent que dans cet état, la résistance aux facteurs extrêmes augmente : abaissement de la température, doses létales de rayonnement, surcharges, etc. En URSS, le projet Mars a été fermé après la mort de Sergei Korolev. Et maintenant, l'Agence spatiale européenne travaille sur le projet Aurora pour les vols vers Mars et la Lune, qui envisage la possibilité de dormir des astronautes. L'ESA estime que l'hibernation offrira une plus grande sécurité dans le vol automatisé à long terme. Si nous parlons de la future colonisation de l'espace, il est alors plus facile de transporter et de protéger une banque de cellules germinales cryoconservées des radiations, plutôt qu'une population de personnes « prêtes ». Mais ce ne sera évidemment pas dans un avenir proche, et peut-être qu'à ce moment-là, les méthodes de radioprotection seront suffisamment développées pour qu'une personne n'ait pas peur de l'espace.

Artillerie lourde

Tous les composés organiques contiennent des liaisons carbone-hydrogène (C-H). Cependant, il est possible de synthétiser des composés qui contiennent du deutérium au lieu de l'hydrogène, un analogue plus lourd de l'hydrogène. En raison de la plus grande masse, les liaisons avec le deutérium sont plus difficiles à rompre. Cependant, le corps est conçu pour fonctionner avec de l'hydrogène, donc si trop d'hydrogène est remplacé par du deutérium, cela peut avoir de mauvaises conséquences. Il a été démontré dans divers organismes que l'ajout d'eau deutérée augmente la durée de vie et a des effets anticancéreux, mais plus de 20 % de l'eau deutérée alimentaire commence à avoir un effet toxique. Les auteurs de l'article estiment que des essais précliniques doivent être menés et qu'un seuil de sécurité doit être recherché.

Une alternative intéressante consiste à remplacer non pas l'hydrogène, mais le carbone par un analogue plus lourd. Le 13 C n'est que 8 % plus lourd que le 12 C, tandis que le deutérium est 100 % plus lourd que l'hydrogène - de tels changements pour le corps seront moins critiques. Cependant, cette méthode ne protège pas contre la rupture des liaisons N-H et O-H qui maintiennent les bases de l'ADN ensemble. De plus, la production de 13 C est aujourd'hui très coûteuse. Cependant, s'il est possible de réduire le coût de production, alors le remplacement du carbone peut être une protection supplémentaire pour l'homme contre le rayonnement cosmique.

« Le problème de la radioprotection des participants aux missions spatiales appartient à la classe des problèmes très complexes qui ne peuvent être résolus dans le cadre d'un centre scientifique ou même d'un pays entier. C'est pour cette raison que nous avons décidé de réunir des spécialistes de centres leaders en Russie et dans le monde afin d'apprendre et de consolider leur vision des moyens de résoudre ce problème. En particulier, parmi les auteurs russes de l'article, il y a des scientifiques du FMBTS im. AI Burnazyan, IBMP RAS, Institut de physique et de technologie de Moscou et d'autres institutions de renommée mondiale. Au cours des travaux sur le projet, nombre de ses participants se sont connus pour la première fois et envisagent désormais de poursuivre les recherches communes qu'ils ont entamées », conclut Ivan Ozerov, coordinateur du projet, radiobiologiste, responsable du groupe d'analyse des voies de signalisation cellulaire. à la startup Skolkovo Insiliko.

Designer Elena Khavina, service de presse du MIPT

Près de la Terre, son champ magnétique continue de protéger - même s'il est affaibli et sans l'aide de plusieurs kilomètres d'atmosphère. Volant dans la région des pôles, où le champ est petit, les astronautes sont assis dans une pièce spécialement protégée. Et pour la radioprotection lors d'un vol vers Mars, il n'existe toujours pas de solution technique satisfaisante.

A décidé d'ajouter à la réponse originale pour deux raisons:

1. à un endroit, il contient une déclaration incorrecte et n'en contient pas une correcte
2. juste pour être complet (citations)

1. Dans les commentaires, Susanna a critiqué La réponse est largement correcte.

Le champ s'affaiblit sur les pôles magnétiques de la Terre comme je l'ai dit. Oui, Susanna a raison de dire qu'il est particulièrement grand AU PÔLE (imaginez les lignes de force : elles se rassemblent exactement aux pôles). Mais sur haute altitude AU-DESSUS DES PÔLES, il est plus faible qu'ailleurs - pour la même raison (imaginez les mêmes lignes de force: elles sont descendues - jusqu'aux pôles, et au sommet, elles avaient presque disparu). Le champ semble s'enfoncer.

Mais Susanna a raison les cosmonautes du ministère des Situations d'urgence ne se réfugient pas dans une salle spéciale en raison des régions polaires R : Ma mémoire m'a fait défaut.

Mais reste il y a un endroit sur lequel des mesures spéciales sont prises(Je l'ai confondu avec les régions polaires). Ce - sur l'anomalie magnétique dans l'Atlantique Sud. Là, le champ magnétique "s'affaisse" tellement que la ceinture de rayonnement et prendre des mesures spéciales sans aucune éruption solaire. Je n'ai pas pu trouver rapidement une citation sur les mesures spéciales non liées à l'activité solaire, mais j'ai lu quelque part à leur sujet.

Et, bien sûr, il convient de mentionner les épidémies elles-mêmes: ils se cachent également d'eux dans la pièce la plus protégée, et ne se promènent pas à ce moment dans toute la station.

Toutes les éruptions solaires sont soigneusement surveillées et les informations les concernant sont envoyées au centre de contrôle. Pendant ces périodes, les astronautes cessent de travailler et se réfugient dans les compartiments les plus protégés de la station. Ces segments protégés sont les compartiments de l'ISS à côté des réservoirs d'eau. L'eau retarde les particules secondaires - les neutrons, et la dose de rayonnement est absorbée plus efficacement.

2. Juste des citations et des informations supplémentaires

Certaines citations ci-dessous mentionnent la dose en Sieverts (Sv). A titre indicatif, quelques chiffres et effets probables du tableau en

0-0.25 Son Aucun effet sauf pour des changements sanguins modérés

0.25-1 Son Maladies radiologiques de 5 à 10 % des personnes exposées

7 Sv ~ 100 % de décès

La dose quotidienne sur l'ISS est d'environ 1 mSv (voir ci-dessous). Moyens, vous pouvez voler sans trop de risques pendant environ 200 jours. Il est également important de savoir combien de temps la même dose est prise : celle prise en peu de temps est beaucoup plus dangereuse que celle prise sur une longue période. Le corps n'est pas un objet passif "accumulant" simplement des défauts de rayonnement: il possède également des mécanismes de "réparation", et ils font généralement face à de petites doses progressivement croissantes.

En l'absence de la couche atmosphérique massive qui entoure les humains sur Terre, les astronautes de l'ISS sont exposés à un rayonnement plus intense provenant de flux constants de rayons cosmiques. Le jour, les membres d'équipage reçoivent une dose de rayonnement d'environ 1 millisievert, ce qui équivaut approximativement à l'exposition d'une personne sur Terre pendant un an. Cela mène à risque accru le développement de tumeurs malignes chez les astronautes, ainsi que l'affaiblissement du système immunitaire.

Selon les données recueillies par la NASA et des experts russes et autrichiens, les astronautes de l'ISS reçoivent une dose quotidienne de 1 millisievert. Sur Terre, une telle dose de rayonnement ne peut pas être obtenue partout même pendant une année entière.

Ce niveau reste cependant relativement tolérable. Cependant, il faut garder à l'esprit que les stations spatiales proches de la Terre sont protégées par le champ magnétique terrestre.

Au-delà de ses limites, le rayonnement augmentera plusieurs fois, par conséquent, les expéditions dans l'espace lointain seront impossibles.

Les radiations dans les bâtiments résidentiels et les laboratoires de l'ISS et de Mir étaient dues au bombardement de la peau en aluminium de la station avec des rayons cosmiques. Les ions rapides et lourds ont éliminé une bonne quantité de neutrons de la peau.

À l'heure actuelle, il est impossible de fournir une protection à cent pour cent contre les radiations sur les engins spatiaux. Plus précisément, c'est possible, mais en raison d'une augmentation de masse plus que significative, mais c'est tout simplement inacceptable

En plus de notre atmosphère, le champ magnétique terrestre est une protection contre les radiations. La première ceinture de rayonnement de la Terre est située à une altitude d'environ 600 à 700 km. La station vole maintenant à une altitude d'environ 400 km, ce qui est nettement inférieur ... La protection contre les radiations dans l'espace est (également - ndlr.) La coque d'un navire ou d'une station. Plus les parois du boîtier sont épaisses, plus la protection est grande. Bien sûr, les murs ne peuvent pas être infiniment épais, car il existe des restrictions de poids.

Niveau ionisant, le niveau de rayonnement de fond à la Station spatiale internationale est plus élevé que sur Terre (environ 200 fois - ndlr), ce qui rend l'astronaute plus sensible aux rayonnement ionisant que des représentants d'industries traditionnellement dangereuses pour les rayonnements, telles que l'énergie nucléaire et les diagnostics par rayons X.

En plus des dosimètres individuels pour les astronautes, la station dispose également d'un système de surveillance des rayonnements. ... Un capteur chacun est situé dans les cabines de l'équipage et un capteur chacun dans le petit et le grand diamètre. Le système fonctionne de manière autonome 24 heures sur 24. ... Ainsi, la Terre dispose d'informations sur la situation actuelle du rayonnement à la station. Le système de surveillance des rayonnements est capable d'émettre un signal d'avertissement "Vérifiez le rayonnement!". Si cela se produisait, nous verrions alors le feu d'une bannière accompagnée d'un signal sonore sur le panneau d'alarme des systèmes. Tout au long de l'existence du cosmique gare internationale il n'y a pas eu de tels cas.

Dans... la zone de l'Atlantique Sud... les ceintures de radiation "s'affaissent" au-dessus de la Terre en raison de l'existence d'une anomalie magnétique profondément sous la Terre. Les vaisseaux spatiaux survolant la Terre, pour ainsi dire, "rayent" les ceintures de rayonnement pendant une très courte période ... sur les virages traversant la région de l'anomalie. Sur les autres virages, il n'y a pas de flux de rayonnement et ne créent pas de problèmes pour les participants aux expéditions spatiales.

L'anomalie magnétique dans l'Atlantique Sud n'est pas le seul "malheur" radiatif pour les astronautes. Les éruptions solaires, générant parfois des particules très énergétiques... peuvent créer de grandes difficultés pour les vols des astronautes. La dose de rayonnement pouvant être reçue par un astronaute en cas d'arrivée de particules solaires sur Terre est en grande partie une question de chance. Cette valeur est principalement déterminée par deux facteurs : le degré de distorsion du champ magnétique dipolaire terrestre lors d'orages magnétiques et les paramètres de l'orbite de l'engin spatial lors d'un événement solaire. ... L'équipage peut avoir de la chance si les orbites au moment de l'invasion du SCR ne passent pas par des zones dangereuses à haute latitude.

L'une des éruptions de protons les plus puissantes - une tempête de rayonnement d'éruptions solaires qui a provoqué une tempête de rayonnement près de la Terre, s'est produite assez récemment - le 20 janvier 2005. Une éruption solaire d'une puissance similaire s'est produite il y a 16 ans, en octobre 1989. De nombreux protons avec des énergies dépassant des centaines de MeV ont atteint la magnétosphère terrestre. Soit dit en passant, de tels protons sont capables de surmonter la protection d'une épaisseur équivalente à environ 11 centimètres d'eau. La combinaison de l'astronaute est plus fine. Les biologistes pensent que si à ce moment-là les astronautes se trouvaient à l'extérieur de la Station spatiale internationale, alors, bien sûr, les effets des radiations auraient affecté la santé des astronautes. Mais ils étaient en elle. La protection de l'ISS est suffisamment importante pour protéger l'équipage des effets néfastes des radiations dans de nombreux cas. C'était donc lors de cet événement. Comme l'ont montré des mesures à l'aide de dosimètres de rayonnement, la dose de rayonnement "captée" par les astronautes ne dépassait pas la dose qu'une personne reçoit lors d'un examen radiographique conventionnel. Les cosmonautes de l'ISS ont reçu 0,01 Gy ou ~ 0,01 Sievert... Certes, ces faibles doses sont également dues au fait que, comme il a été écrit plus tôt, la station était sur des orbites «protégées magnétiquement», ce qui n'arrive pas toujours.

Neil Armstrong (le premier astronaute à marcher sur la lune) a rapporté à la Terre ses sensations inhabituelles pendant le vol : il a parfois observé des éclairs lumineux dans ses yeux. Parfois, leur fréquence atteignait une centaine par jour ... Les scientifiques ... sont arrivés à la conclusion que ... les rayons cosmiques galactiques en étaient responsables. Ce sont ces particules à haute énergie qui pénètrent dans globe oculaire, provoquent une lueur Cherenkov lors de l'interaction avec la substance qui compose l'œil. En conséquence, l'astronaute voit un flash lumineux. L'interaction la plus efficace avec la matière n'est pas les protons, qui sont les plus importants dans la composition des rayons cosmiques de toutes les autres particules, mais les particules lourdes - carbone, oxygène, fer. Ces particules, ayant une masse importante, perdent beaucoup plus d'énergie par unité de distance parcourue que leurs homologues plus légères. Ce sont eux qui sont responsables de la génération de la lueur Cherenkov et de l'excitation de la rétine - la membrane sensible de l'œil.

Au cours des vols spatiaux à longue distance, le rôle des rayons cosmiques galactiques et solaires en tant que facteurs de rayonnement dangereux augmente. On estime que lors d'un vol vers Mars, ce sont les GCR qui deviennent le principal danger de rayonnement. Le vol vers Mars dure environ 6 mois et la dose de rayonnement intégrale - totale - du GCR et du SCR pendant cette période est plusieurs fois supérieure à la dose de rayonnement à l'ISS pendant la même période. Par conséquent, le risque de conséquences radiologiques associé à la mise en œuvre de missions dans l'espace lointain augmente considérablement. Ainsi, pour une année de vol vers Mars, la dose absorbée associée au GCR sera de 0,2-0,3 Sv (sans blindage). Elle peut être comparée à la dose de l'une des éruptions les plus puissantes du siècle dernier - août 1972. Lors de cet événement, elle était plusieurs fois inférieure : ~0,05 Sv.

Le risque d'irradiation créé par le GCR peut être évalué et prédit. Une richesse de matériel a maintenant été accumulée sur les variations temporelles du GCR associées au cycle solaire. Cela a permis de créer un modèle sur la base duquel il est possible de prédire le flux GCR pour une période de temps donnée.

Les choses sont beaucoup plus compliquées avec le SCL. Les éruptions solaires se produisent de manière aléatoire, et il n'est même pas évident que des événements solaires puissants se produisent les années qui sont nécessairement proches de l'activité maximale. Au moins l'expérience ces dernières années montre qu'ils se produisent également au moment de la disparition du luminaire.

Les protons des éruptions solaires constituent une menace réelle pour les équipages spatiaux lors de missions à longue portée. En reprenant l'exemple de l'éruption d'août 1972, on peut montrer, en recalculant les flux de protons solaires en une dose de rayonnement, que 10 heures après le début de l'événement, celle-ci dépassait la valeur létale pour l'équipage de l'engin spatial s'il étaient à l'extérieur du navire sur Mars ou, disons, sur la lune.

Il convient ici de rappeler les vols de l'"Apollo" américain vers la Lune à la fin des années 60 - début des années 70. En 1972, en août, il y a eu une éruption solaire de la même puissance qu'en octobre 1989. Apollo 16 a atterri après son voyage lunaire en avril 1972, et le suivant, Apollo 17, a été lancé en décembre. L'équipage d'Apollo 16 a-t-il eu de la chance ? Oui, certainement. Les calculs montrent que si les astronautes d'Apollo étaient sur la Lune en août 1972, ils auraient été exposés à une dose de rayonnement d'environ 4 Sv. C'est beaucoup à sauver. À moins que… à moins qu'il ne soit rapidement renvoyé sur Terre pour un traitement d'urgence. Une autre option consiste à se rendre dans le cockpit du module lunaire Apollo. Ici, la dose de rayonnement diminuerait de 10 fois. A titre de comparaison, disons que la protection de l'ISS est 3 fois plus épaisse que celle du module lunaire Apollo.

Sur les hauteurs stations orbitales(~400 km) les doses de rayonnement dépassent les valeurs observées à la surface de la Terre d'environ 200 fois ! Principalement à cause des particules des ceintures de rayonnement.

On sait que certaines routes d'avions intercontinentaux passent près de la région polaire nord. Cette zone est la moins protégée de l'intrusion de particules énergétiques, et donc, lors des éruptions solaires, le risque d'exposition aux rayonnements pour l'équipage et les passagers augmente. Les éruptions solaires augmentent les doses de rayonnement aux altitudes de vol des avions de 20 à 30 fois.

Récemment, les équipages de certaines compagnies aériennes ont été informés du début de l'apparition de l'invasion des particules solaires. Une puissante éruption solaire récente, en novembre 2003, a fait dévier l'équipage Delta d'un vol Chicago-Hong Kong de la trajectoire : prendre une route de latitude inférieure vers leur destination.

La Terre est protégée du rayonnement cosmique par l'atmosphère et le champ magnétique. En orbite, le fond de rayonnement est des centaines de fois plus important qu'à la surface de la Terre. Chaque jour, un astronaute reçoit une dose de rayonnement de 0,3 à 0,8 millisievert, soit environ cinq fois plus qu'avec une radiographie pulmonaire. Lorsque vous travaillez dans un espace ouvert, l'impact du rayonnement est même supérieur d'un ordre de grandeur. Et dans les moments de puissantes éruptions solaires, vous pouvez saisir une norme de 50 jours en une journée à la station. Dieu interdit de travailler par-dessus bord à un tel moment - pour une sortie, vous pouvez choisir la dose admissible pour l'ensemble de votre carrière, qui est de 1000 millisieverts. À conditions normales ce serait suffisant pour quatre ans - personne n'a encore autant volé. De plus, les dommages à la santé d'une telle exposition unique seront beaucoup plus importants que ceux d'une exposition prolongée pendant des années.

Pourtant, les orbites terrestres basses sont encore relativement sûres. Le champ magnétique terrestre capte les particules chargées du vent solaire, formant des ceintures de rayonnement. Ils ont la forme d'un large beignet qui entoure la Terre à l'équateur à une altitude de 1 000 à 50 000 kilomètres. La densité maximale de particules est atteinte à des altitudes d'environ 4 000 et 16 000 kilomètres. Tout retard prolongé du navire dans les ceintures de radiation constitue une grave menace pour la vie de l'équipage. En les croisant en route vers la Lune, les astronautes américains risquaient de recevoir une dose de 10-20 millisieverts en quelques heures - comme en un mois de travail en orbite.

Dans les vols interplanétaires, la question de la radioprotection des équipages est encore plus aiguë. La Terre protège la moitié des rayons cosmiques durs et sa magnétosphère bloque presque complètement le flux du vent solaire. Dans un espace ouvert, sans mesures de protection supplémentaires, l'exposition augmentera d'un ordre de grandeur. Parfois, l'idée de dévier les particules cosmiques avec de forts champs magnétiques est discutée, mais en pratique, rien d'autre que le blindage n'a encore été élaboré. Les particules de rayonnement cosmique sont bien absorbées par le carburant de fusée, ce qui suggère l'utilisation de réservoirs pleins comme protection contre les rayonnements dangereux.

Le champ magnétique aux pôles n'est pas petit, mais plutôt grand. Il y est simplement dirigé presque radialement vers la Terre, ce qui conduit au fait que les particules du vent solaire capturées par les champs magnétiques dans les ceintures de rayonnement, dans certaines conditions, se déplacent (retombent) en direction de la Terre aux pôles, provoquant des aurores. Cela ne présente pas de danger pour les astronautes, puisque la trajectoire de l'ISS passe plus près de la zone équatoriale. Le danger est représenté par de fortes éruptions solaires de classe M et X avec des éjections coronales de matière (principalement des protons) dirigées vers la Terre. C'est dans ce cas que les astronautes appliquent des mesures de radioprotection supplémentaires.

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CITATION: "... Ce ne sont pas les protons qui interagissent le plus efficacement avec la matière, qui constituent le plus grand nombre de toutes les autres particules dans les rayons cosmiques, mais les particules lourdes - carbone, oxygène, fer ...."

Veuillez expliquer à l'ignorant - d'où viennent les particules de carbone, d'oxygène, de fer dans le vent solaire (rayons cosmiques, comme vous l'avez écrit) et comment peuvent-elles pénétrer dans la substance qui compose l'œil - à travers la combinaison spatiale ?

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2 autres commentaires

J'explique... La lumière du soleil est des photons(y compris les quanta gamma et les rayons X, qui sont des rayonnements pénétrants).

Y en a-t-il d'autres vent ensoleillé. Particules. Par exemple, les électrons, les ions, les noyaux atomiques volant du Soleil et du Soleil. Il y a peu de noyaux lourds (plus lourds que l'hélium) là-bas, car il y en a peu dans le Soleil lui-même. Mais il existe de nombreuses particules alpha (noyaux d'hélium). Et, en principe, tout noyau plus léger qu'un fer peut voler (la seule question est le nombre d'arrivées). La synthèse de fer supplémentaire sur le Soleil (surtout à l'extérieur) ne va pas. Par conséquent, seuls le fer et quelque chose de plus léger (le même carbone, par exemple) peuvent voler du Soleil.

Rayons cosmiques au sens étroit- c'est particules chargées à très grande vitesse(et non chargé, cependant, aussi), est arrivé de l'extérieur du système solaire (principalement). Et aussi - rayonnement pénétrant à partir de là(parfois il est considéré séparément, non compté parmi les "rayons").

Entre autres particules, les rayons cosmiques contiennent les noyaux de n'importe quel atome(en quantités variables, bien sûr). En quelque sorte les noyaux lourds, frappant la substance, ionisent tout sur leur passage(et aussi - à part: il y a ionisation secondaire - déjà par ce qui est assommé le long de la route). Et s'ils ont une vitesse élevée (et une énergie cinétique), alors les noyaux seront engagés dans cette activité (voler à travers la matière et son ionisation) pendant longtemps et ne s'arrêteront pas de sitôt. Respectivement, volera à travers n'importe quoi et ne s'éteindra pas- jusqu'à ce qu'ils dépensent la quasi-totalité de l'énergie cinétique. Même en trébuchant directement dans un autre noyau (et c'est rare), ils peuvent simplement le jeter de côté, presque sans changer la direction de leur mouvement. Ou pas sur le côté, mais voler plus ou moins dans une direction.

Imaginez une voiture qui en percute une autre à pleine vitesse. Va-t-il s'arrêter ? Et imaginez aussi que sa vitesse est de plusieurs milliers de kilomètres par heure (encore mieux - par seconde!), Et la force lui permet de résister à n'importe quel coup. C'est le noyau de l'espace extra-atmosphérique.

Rayons cosmiques au sens large- ce sont les rayons cosmiques dans l'étroit, plus le vent solaire et le rayonnement pénétrant du Soleil. (Eh bien, ou sans rayonnement pénétrant, s'il est considéré séparément).

Le vent solaire est un flux de particules ionisées (principalement du plasma hélium-hydrogène) s'écoulant de la couronne solaire à une vitesse de 300 à 1200 km/s dans l'espace environnant. C'est l'un des principaux composants du milieu interplanétaire.

Beaucoup de phénomène naturel associés au vent solaire, y compris les phénomènes météorologiques spatiaux tels que les orages magnétiques et les aurores boréales.

Les concepts de "vent solaire" (un flux de particules ionisées volant du Soleil à la Terre en 2-3 jours) et de "lumière du soleil" (un flux de photons volant du Soleil à la Terre en moyenne 8 minutes 17 secondes ) ne doit pas être confondu.

A cause du vent solaire, le Soleil perd environ un million de tonnes de matière chaque seconde. Le vent solaire se compose principalement d'électrons, de protons et de noyaux d'hélium (particules alpha); les noyaux des autres éléments et particules non ionisées (électriquement neutres) sont contenus en très faible quantité.

Bien que le vent solaire provienne de la couche externe du Soleil, il ne reflète pas la composition des éléments de cette couche, car à la suite de processus de différenciation, l'abondance de certains éléments augmente et d'autres diminue (effet FIP).

Rayons cosmiques - particules élémentaires et les noyaux d'atomes se déplaçant à haute énergie dans l'espace [

Classification selon l'origine des rayons cosmiques :

• hors de notre galaxie
• dans la galaxie
• dans le soleil
• dans l'espace interplanétaire

Les rayons extragalactiques et galactiques sont généralement appelés primaires. Il est d'usage d'appeler flux secondaires de particules passant et se transformant dans l'atmosphère terrestre.

Les rayons cosmiques sont une composante du rayonnement naturel (rayonnement de fond) à la surface de la Terre et dans l'atmosphère.

Le spectre énergétique des rayons cosmiques comprend 43 % de l'énergie des protons, 23 % de l'énergie de l'hélium (particules alpha) et 34 % de l'énergie transportée par les particules restantes.

En termes de nombre de particules, les rayons cosmiques sont composés à 92 % de protons, à 6 % de noyaux d'hélium, à environ 1 % d'éléments plus lourds et à environ 1 % d'électrons.

Traditionnellement, les particules observées en CR sont réparties dans les groupes suivants... respectivement, protons, particules alpha, légères, moyennes, lourdes et super lourdes... composition chimique le rayonnement cosmique primaire est une teneur anormalement élevée (plusieurs milliers de fois) de noyaux du groupe L (lithium, béryllium, bore) par rapport à la composition des étoiles et du gaz interstellaire. Ce phénomène s'explique par le fait que le mécanisme de génération des particules cosmiques accélère principalement les noyaux lourds qui, lorsqu'ils interagissent avec les protons du milieu interstellaire, se désintègrent en noyaux plus légers.

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