Kurš gan nav sapņojis lidot kosmosā, pat zinot, kas ir kosmiskais starojums? Vismaz lidot uz Zemes orbītu vai uz Mēnesi, vai vēl labāk - tālāk, uz kaut kādu Orionu. Patiesībā cilvēka ķermenis ir ļoti maz pielāgots šādiem ceļojumiem. Pat lidojot orbītā, astronauti saskaras ar daudzām briesmām, kas apdraud viņu veselību un dažreiz arī dzīvību. Visi skatījās kulta seriālu Star Trek. Viens no brīnišķīgajiem varoņiem tur ļoti precīzi aprakstīja tādu parādību kā kosmiskais starojums. "Tās ir briesmas un slimības tumsā un klusumā," sacīja Leonards Makkoja, pazīstams arī kā Bones, jeb Bonesaw. Ir ļoti grūti būt precīzākam. Kosmiskais starojums ceļojumā padarīs cilvēku nogurušu, vāju, slimu, cieš no depresijas.
Sajūtas lidojumā
Cilvēka ķermenis nav pielāgots dzīvei vakuumā, jo evolūcija šādas spējas neiekļāva savā arsenālā. Par toir uzrakstītas grāmatas, šo jautājumu detalizēti pēta medicīna, visā pasaulē ir izveidoti centri, kas pēta medicīnas problēmas kosmosā, ekstremālos apstākļos, lielos augstumos. Protams, jocīgi vērot astronautu smaidu uz ekrāna, ap kuru gaisā peld dažādi objekti. Patiesībā viņa ekspedīcija ir daudz nopietnāka un ar sekām bagātāka, nekā iedomājas vidējais Zemes iedzīvotājs, un problēmas šeit rada ne tikai kosmiskais starojums.
Pēc žurnālistu lūguma astronauti, inženieri, zinātnieki, kas piedzīvojuši visu, kas notiek ar cilvēku kosmosā, stāstīja par dažādu jaunu sajūtu secību mākslīgi radītā ķermenim svešā vidē. Burtiski desmit sekundes pēc lidojuma sākuma nesagatavots cilvēks zaudē samaņu, jo palielinās kosmosa kuģa paātrinājums, atdalot to no palaišanas kompleksa. Cilvēks vēl nejūt kosmiskos starus tik spēcīgi kā kosmosā - starojumu absorbē mūsu planētas atmosfēra.
Galvenās problēmas
Bet ir arī pietiekami daudz pārslodzes: cilvēks kļūst četras reizes smagāks par savu svaru, viņš burtiski tiek iespiests krēslā, pat grūti pakustināt roku. Ikviens ir redzējis šos īpašos krēslus, piemēram, Sojuz kosmosa kuģī. Bet ne visi saprata, kāpēc astronautam bija tik dīvaina poza. Taču tas ir nepieciešams, jo pārslodze gandrīz visas organismā esošās asinis nosūta uz kājām, un smadzenes paliek bez asins piegādes, tāpēc rodas ģībonis. Bet izgudroja gadāPadomju Savienībā krēsls palīdz izvairīties no vismaz šīs nepatikšanas: poza ar paceltām kājām liek asinīm piegādāt skābekli visām smadzeņu daļām.
Desmit minūtes pēc lidojuma sākuma gravitācijas trūkuma dēļ cilvēks gandrīz zaudēs līdzsvara sajūtu, orientāciju un koordināciju telpā, cilvēks var pat neizsekot kustīgiem objektiem. Viņam ir slikta dūša un vemšana. To pašu var izraisīt arī kosmiskie stari - starojums šeit jau ir daudz spēcīgāks, un, ja uz saules notiek plazmas izmešana, draudi astronautu dzīvībai orbītā ir reāli, lidojumā lielā augstumā var ciest pat aviolaineru pasažieri.. Izmainās redze, rodas tūska un izmaiņas tīklenē, deformējas acs ābols. Cilvēks kļūst vājš un nespēj veikt uzdevumus, kas viņam ir priekšā.
Mīklas
Tomēr ik pa laikam cilvēki uz Zemes jūt arī augstu kosmisko starojumu, tādēļ viņiem nemaz nav jāsērfo pa kosmiskajiem plašumiem. Mūsu planētu pastāvīgi bombardē kosmiskas izcelsmes stari, un zinātnieki norāda, ka mūsu atmosfēra ne vienmēr nodrošina pietiekamu aizsardzību. Ir daudzas teorijas, kas šīs enerģijas daļiņas piešķir ar tādu spēku, ka tas būtiski ierobežo planētu iespējas uz tām parādīties dzīvība. Daudzos veidos šo kosmisko staru raksturs joprojām ir neatrisināms noslēpums mūsu zinātniekiem.
Subatomiski lādētas daļiņas kosmosā pārvietojas gandrīz ar gaismas ātrumu, tās jau vairākkārt reģistrētas satelītos un pat uzbaloni. Tie ir ķīmisko elementu, protonu, elektronu, fotonu un neitrīno kodoli. Tāpat nav izslēgta tumšās vielas daļiņu – smago un supersmago – klātbūtne kosmiskā starojuma uzbrukumā. Ja būtu iespējams tos atklāt, tiktu atrisinātas vairākas pretrunas kosmoloģiskajos un astronomiskajos novērojumos.
Atmosfēra
Kas mūs pasargā no kosmiskā starojuma? Tikai mūsu atmosfēra. Kosmiskie stari, kas apdraud visu dzīvo būtņu nāvi, tajā saduras un ģenerē citu daļiņu plūsmas - nekaitīgas, tostarp mionus, daudz smagākus elektronu radiniekus. Iespējamās briesmas joprojām pastāv, jo dažas daļiņas sasniedz Zemes virsmu un iekļūst tās zarnās daudzus desmitus metru. Radiācijas līmenis, ko saņem jebkura planēta, norāda uz tās piemērotību vai nepiemērotību dzīvībai. Augstais kosmiskais starojums, ko nes sev līdzi kosmiskie stari, ievērojami pārsniedz mūsu pašu zvaigznes starojumu, jo protonu un fotonu, piemēram, mūsu Saules, enerģija ir mazāka.
Un ar lielu starojuma devu dzīve nav iespējama. Uz Zemes šo devu kontrolē planētas magnētiskā lauka stiprums un atmosfēras biezums, kas būtiski samazina kosmiskā starojuma bīstamību. Piemēram, uz Marsa varētu būt dzīvība, bet atmosfēra tur ir niecīga, nav sava magnētiskā lauka, kas nozīmē, ka nav aizsardzības pret kosmiskajiem stariem, kas caurstrāvo visu kosmosu. Radiācijas līmenis uz Marsa ir milzīgs. Un kosmiskā starojuma ietekme uz planētas biosfēru ir tāda, ka uz tās mirst visa dzīvība.
Kas ir vēl svarīgāk?
Mums ir paveicies, mums ir gan atmosfēras biezums, kas apņem Zemi, gan savs pietiekami spēcīgs magnētiskais lauks, kas absorbē kaitīgās daļiņas, kas sasniegušas zemes garozu. Interesanti, kura planētas aizsardzība darbojas aktīvāk - atmosfēra vai magnētiskais lauks? Pētnieki eksperimentē, veidojot planētu modeļus ar vai bez magnētiskā lauka. Un pats magnētiskais lauks šajos planētu modeļos pēc spēka atšķiras. Iepriekš zinātnieki bija pārliecināti, ka tā ir galvenā aizsardzība pret kosmisko starojumu, jo viņi kontrolē tā līmeni uz virsmas. Tomēr tika konstatēts, ka iedarbības apjoms lielākā mērā nosaka atmosfēras biezumu, kas klāj planētu.
Ja uz Zemes tiek "izslēgts" magnētiskais lauks, starojuma deva tikai dubultosies. Tas ir daudz, bet pat mums tas atspoguļosies diezgan neuzkrītoši. Un, ja jūs atstājat magnētisko lauku un noņemat atmosfēru līdz vienai desmitajai daļai no tā kopējā daudzuma, tad deva palielināsies nāvējoši - par divām kārtām. Briesmīgais kosmiskais starojums nogalinās visu un visus uz Zemes. Mūsu Saule ir dzeltenā pundurzvaigzne, tieši ap tām esošās planētas tiek uzskatītas par galvenajām apdzīvojamības pretendentēm. Tās ir salīdzinoši blāvas zvaigznes, to ir daudz, aptuveni astoņdesmit procenti no kopējā zvaigžņu skaita mūsu Visumā.
Kosmoss un evolūcija
Teorētiķi ir aprēķinājuši, ka šādām planētām dzelteno punduru orbītās, kas atrodas dzīvībai piemērotās zonās, magnētiskie lauki ir daudz vājāki. Tas jo īpaši attiecas uz tā sauktajām superzemēm -lielas akmeņainas planētas, kas desmit reizes pārsniedz mūsu Zemes masu. Astrobiologi bija pārliecināti, ka vājie magnētiskie lauki ievērojami samazināja apdzīvojamības iespējas. Un tagad jauni atklājumi liecina, ka tā nav tik liela problēma, kā cilvēki domāja. Galvenais būtu atmosfēra.
Zinātnieki vispusīgi pēta pieaugošā starojuma ietekmi uz esošajiem dzīviem organismiem – dzīvniekiem, kā arī uz dažādiem augiem. Ar radiāciju saistītie pētījumi sastāv no to pakļaušanas dažādas pakāpes starojumam, sākot no maza līdz ekstremālam, un pēc tam nosakot, vai viņi izdzīvo un cik atšķirīgi viņi jutīsies, ja izdzīvos. Mikroorganismi, kurus ietekmē pakāpeniski pieaugošais starojums, var mums parādīt, kā uz Zemes notika evolūcija. Tieši kosmiskie stari, to augstais starojums savulaik lika topošajam cilvēkam nokāpt no palmas un sākt pētīt kosmosu. Un cilvēce nekad vairs neatgriezīsies pie kokiem.
Kosmosa starojums 2017
2017. gada septembra sākumā visa mūsu planēta bija ļoti satraukta. Pēc divu lielu tumšo plankumu grupu saplūšanas Saule pēkšņi izmeta tonnas saules vielas. Un šo izmešanu pavadīja X klases uzliesmojumi, kas piespieda planētas magnētisko lauku burtiski strādāt pret nodilumu. Sekoja liela magnētiskā vētra, kas daudziem cilvēkiem izraisīja slimības, kā arī ārkārtīgi retas, gandrīz nepieredzētas dabas parādības uz Zemes. Piemēram, spēcīgas ziemeļblāzmas bildes tika ierakstītas netālu no Maskavas un Novosibirskā, kas nekad nebija bijusi šajos platuma grādos. Tomēr šādu parādību skaistums neaptumšoja sekas, ko rada nāvējošs saules uzliesmojums, kas planētu iespieda kosmiskais starojums, kas izrādījās patiesi bīstams.
Tā jauda bija tuvu maksimumam, X-9, 3, kur burts ir klase (ārkārtīgi liela zibspuldze), un cipars ir zibspuldzes stiprums (no desmit iespējamajiem). Līdz ar šo izgrūšanu pastāvēja kosmosa sakaru sistēmu un visa aprīkojuma, kas atrodas uz orbitālās stacijas, atteices draudi. Astronauti bija spiesti gaidīt šo briesmīgā kosmiskā starojuma straumi, ko nes kosmiskie stari īpašā patversmē. Komunikācijas kvalitāte šajās divās dienās būtiski pasliktinājās gan Eiropā, gan Amerikā, tieši tur, kur tika virzīta lādēto daļiņu plūsma no kosmosa. Apmēram dienu pirms brīža, kad daļiņas sasniedza Zemes virsmu, tika izdots brīdinājums par kosmisko starojumu, kas izskanēja visos kontinentos un katrā valstī.
Saules spēks
Enerģija, ko mūsu gaismeklis izstaro apkārtējā kosmosā, ir patiesi milzīga. Dažu minūšu laikā daudzi miljardi megatonnu lido kosmosā, ja rēķina TNT ekvivalentā. Cilvēce spēs saražot tik daudz enerģijas mūsdienu ātrumā tikai pēc miljona gadu. Tikai piektā daļa no visas Saules izstarotās enerģijas sekundē. Un šis ir mūsu mazais un ne pārāk karstais rūķis! Ja jūs tikai iedomājaties, cik daudz destruktīvas enerģijas rada citi kosmiskā starojuma avoti, kuriem blakus mūsu Saule šķitīs gandrīz neredzams smilšu grauds, jūsu galva sagriezīsies. Kāda svētība, ka mums ir labs magnētiskais lauks un lieliska atmosfēra, kas neļauj mums nomirt!
Cilvēki katru dienu tiek pakļauti šāda veida briesmām, jo radioaktīvais starojums kosmosā nekad neizžūst. Tieši no turienes pie mums nonāk lielākā daļa starojuma - no melnajiem caurumiem un zvaigžņu kopām. Tas spēj nogalināt ar lielu starojuma devu, un ar mazu devu tas var pārvērst mūs par mutantiem. Tomēr mums arī jāatceras, ka evolūcija uz Zemes notika, pateicoties šādām plūsmām, radiācija mainīja DNS struktūru tādā stāvoklī, kādu mēs novērojam šodien. Ja jūs šīs "zāles" sakārtosiet, tas ir, ja zvaigžņu izstarotais starojums pārsniegs pieļaujamo līmeni, procesi būs neatgriezeniski. Galu galā, ja radības mutē, tās neatgriezīsies sākotnējā stāvoklī, šeit nav pretēja efekta. Tāpēc mēs nekad neredzēsim tos dzīvos organismus, kas atradās jaundzimušā dzīvē uz Zemes. Jebkurš organisms cenšas pielāgoties izmaiņām vidē. Vai nu tas nomirst, vai arī pielāgojas. Bet atpakaļceļa nav.
ISS un saules uzliesmojums
Kad Saule nosūtīja mums sveicienu ar lādētu daļiņu straumi, SKS tikko pārvietojās starp Zemi un zvaigzni. Sprādziena laikā izdalītie augstas enerģijas protoni stacijā radīja absolūti nevēlamu radiācijas fonu. Šīs daļiņas izurbjas cauri absolūti jebkuram kosmosa kuģim. Tomēr kosmosa tehnoloģiju šis starojums saudzēja, jo trieciens bija spēcīgs, bet pārāk īss, lai to atspējotu. Tomērekipāža visu šo laiku slēpās īpašā patversmē, jo cilvēka ķermenis ir daudz neaizsargātāks par mūsdienu tehnoloģijām. Uzliesmojums nebija viens, tie gāja veselā sērijā, bet tas viss sākās 2017. gada 4. septembrī, lai 6. septembrī satricinātu kosmosu ar ārkārtēju izmešanu. Pēdējo divpadsmit gadu laikā spēcīgāka plūsma uz Zemes vēl nav novērota. Saules izmestais plazmas mākonis Zemi apsteidza daudz agrāk, nekā plānots, kas nozīmē, ka straumes ātrums un jauda pusotru reizi pārsniedza gaidīto. Attiecīgi ietekme uz Zemi bija daudz spēcīgāka, nekā gaidīts. Divpadsmit stundas mākonis bija priekšā visiem mūsu zinātnieku aprēķiniem, un attiecīgi planētas magnētiskais lauks bija vairāk traucēts.
Magnētiskās vētras spēks izrādījās 4 no 5 iespējamajiem, tas ir, desmit reizes lielāks nekā gaidīts. Kanādā arī polārblāzmas tika novērotas pat vidējos platuma grādos, kā Krievijā. Uz Zemes notika planētu rakstura magnētiskā vētra. Varat iedomāties, kas notika kosmosā! Radiācija ir visnozīmīgākā bīstamība no visiem tur esošajiem. Aizsardzība pret to ir nepieciešama nekavējoties, tiklīdz kosmosa kuģis atstāj atmosfēras augšējo daļu un atstāj magnētiskos laukus tālu zemāk. Neuzlādētu un uzlādētu daļiņu plūsmas - starojums - pastāvīgi caurstrāvo telpu. Uz jebkuras Saules sistēmas planētas mūs gaida tādi paši apstākļi: uz mūsu planētām nav magnētiskā lauka un atmosfēras.
Starojuma veidi
Kosmosā jonizējošo starojumu uzskata par visbīstamāko. Tie ir gamma starojums un Saules rentgena stari, tās ir daļiņas, kas lido pēc tamhromosfēras saules uzliesmojumi, tie ir ekstragalaktiskie, galaktikas un saules kosmiskie stari, saules vējš, radiācijas joslu protoni un elektroni, alfa daļiņas un neitroni. Ir arī nejonizējošais starojums - tas ir ultravioletais un infrasarkanais starojums no Saules, tas ir elektromagnētiskais starojums un redzamā gaisma. Tajos nav lielas briesmas. Mūs sargā atmosfēra, un astronautu aizsargā skafandrs un kuģa āda.
Jonizējošais starojums rada neatgriezeniskas problēmas. Tā ir kaitīga ietekme uz visiem dzīvības procesiem, kas notiek cilvēka organismā. Kad lielas enerģijas daļiņa vai fotons iziet cauri vielai savā ceļā, tie mijiedarbojoties ar šo vielu veido lādētu daļiņu pāri - jonu. Tas ietekmē pat nedzīvu vielu, un dzīvās būtnes reaģē visspēcīgāk, jo ļoti specializētu šūnu organizācijai ir nepieciešama atjaunošana, un šis process, kamēr organisms ir dzīvs, notiek dinamiski. Un jo augstāks ir organisma evolucionārās attīstības līmenis, jo neatgriezeniskāki ir radiācijas bojājumi.
Radiācijas aizsardzība
Zinātnieki meklē šādus līdzekļus dažādās mūsdienu zinātnes jomās, tostarp farmakoloģijā. Līdz šim nevienas zāles nav bijušas efektīvas, un cilvēki, kas bijuši pakļauti radiācijas iedarbībai, turpina mirst. Eksperimenti tiek veikti ar dzīvniekiem gan uz zemes, gan kosmosā. Vienīgais, kas kļuva skaidrs, ir tas, ka jebkuras zāles personai ir jālieto pirms iedarbības sākuma, nevis pēc tam.
Un ņemot vērā, ka visas šādas zālestoksisks, tad varam pieņemt, ka cīņa ar radiācijas sekām vēl nav novedusi pie nevienas uzvaras. Pat ja farmakoloģiskie līdzekļi tiek uzņemti laikā, tie nodrošina tikai aizsardzību pret gamma starojumu un rentgena stariem, bet neaizsargā pret protonu, alfa daļiņu un ātro neitronu jonizējošo starojumu.
