„ | Просто нормы ужесточились...
Сейчас те радиационные риски, которые раньше люди были готовы нести - считаются недопустимыми.
Максимально возможная безопасность - вот что ставится во главу угла.
А так - слетать на Марс можно уже сейчас - радиационные риски дают увеличение вероятности онкологии, но вполне приемлемое. Многие профессии (особенно без соблюдения ТБ) на Земле дают намного большие вероятности увеличения проблем со здоровьем, чем полёты к Марсу. | “ |
В США задумались о радиационной безопасности при межпланетных пилотируемых полетах, в частности, к Марсу. Уже на пути к Луне космических путешественников ждет пояс Ван Аллена, долгое пребывание в котором смертельно опасно для здоровья. Американцы несколько раз пересекали этот пояс — в рамках лунной программы Apollo. Между тем высокоэнергетические космические лучи могут настичь путешественников на любом участке пути от Земли к Марсу, и НАСА делает все возможное для повышения безопасности астронавтов.
В конце 2020-х — начале 2030-х годов астронавты собираются посетить Марс. Полет на Красную планету займет около 500 суток. За это время путешественникам придется столкнуться с высокоэнергетическими космическими лучами. Несмотря на низкую интенсивность таких лучей, их энергия может достигать очень больших значений, опасных для жизни астронавтов.
Важным фактором также является продолжительность воздействия радиации на корабль (и астронавтов в нем). Все это выдвигает определенные требования к траекториям полета, конструкционным материалам космических аппаратов, скафандрам и системам радиационной защиты.
От космической радиации Землю защищает магнитосфера с ее радиационным поясом. Эта область пространства вокруг Земли характеризуется особой геометрией; в ней заряженные частицы (например, протоны и электроны) взаимодействуют с солнечным ветром и магнитным полем Земли. Радиационный пояс спасает планету от губительной солнечной радиации. Радиационные пояса есть и у наших соседей по Солнечной системе, например, у планет-гигантов — у Сатурна, Юпитера, Нептуна.
В англоязычных странах эту область пространства вокруг Земли называют поясом Ван Аллена, в честь американского физика, возглавлявшего группу ученых, открывших его в 1958 году. Пилотируемый корабль пересек пояс Ван Аллена и в июле 1969 года, когда три астронавта в рамках миссии Apollo 11 направлялись к Луне.
Излучение не оказало заметного влияния на астронавтов, поскольку космический корабль достаточно быстро пролетел через пояс и продолжил путь в пространстве с относительно невысоким уровнем радиации. Кроме того, конструкция стенок модуля корабля, внутри которого находились астронавты, предусматривала специальную защиту от космических лучей. За время путешествия на Луну американцы получили дозу радиации от 1,6 до 11,4 миллигрея, что намного меньше максимально допустимой дозы радиации (50 миллигрей), установленной в США для тех, кто работает с радиоактивностью.
Специалисты сходятся во мнении, что кратковременное пребывание в поясе Ван Алена (с соответствующей защитой) в целом для здоровья человека неопасно. Однако в исследовании, опубликованном в журнале Space Weather, сообщается, что на момент запуска пилотируемой миссии на Марс придется ослабление магнитной активности Солнца, что может повысить прогнозируемый уровень радиации на несколько процентов.
Учитывая предполагаемую длительность космического путешествия, это чревато превышением допустимой дозы излучения, и полет астронавтов на Марс при современном уровне обеспечения радиационной безопасности окажется невозможным.
С другой стороны,эксперимент «Матрешка-Р», проведенный на борту Международной космической станции (МКС), показал, что дозы радиации, получаемые внутренними органами космонавтов на орбите, в разы меньше, чем думали ранее. Опыты на борту МКС были начаты в 2004 году и проводились на манекенах, внутри которых устанавливались датчики ионизирующего излучения. Модели изготавливались из полиуретана — материала, поглощающего радиацию примерно так же, как тело человека.
«Этот результат важен для планирования длительных полетов: значит, можно лететь дальше и летать дольше. Хотя в целом дозы радиации высокие, и остается вопрос, как их снижать, чтобы не рисковать здоровьем космонавтов», — отметил исследователь Вячеслав Шуршаков из Института медико-биологических проблем Российской академии наук.
Ученые доказали, что воздействие радиации на внутренние органы значительно слабее, чем сообщали дозиметры. «При выходе в открытый космос доза на 15 процентов ниже, а внутри станции — в два раза меньше, чем то, что показывает индивидуальный дозиметр в нагрудном кармане космонавта», — отметил эксперт.
Однако в целом Шуршаков согласился, что даже с учетом этих данных возможная доза излучения для путешественников на Марс все еще слишком высока и специалистам придется искать пути снижения радиации или сокращения срока перелета. Кроме того, свое исследование ученые проводили на борту МКС, лишь задевающей края радиационного пояса Земли и в целом защищенной от космической радиации.
Хотя будущие космические миссии не предполагают долгого пребывания астронавтов в пределах пояса Ван Аллена, долговременные путешествия не исключают их попадания в схожие радиационные условия.
Новый многоразовый космический корабль Orion, первый тестовый полет которого должен состояться 4 декабря 2014 года, на своем борту будет нести два датчика BIRD (Battery-operated Independent Radiation Detector), разработанных сотрудниками физического факультета Хьюстонского университета.
Orion, как ожидается, поднимется выше орбиты МКС и попадет в зону радиационного пояса Земли. Информация, которую соберут датчики, крайне важна для планирования будущих миссий и проектов космических кораблей.
Датчики измерят радиационное излучение в ходе полета корабля: заряд, энергию и направление движения частиц. Кроме того, датчики способны регистрировать и высокоэнергетические нейтральные частицы, такие как, например, нейтроны и фотоны. Эту информацию сравнят с телеметрическими данными корабля, что позволит определить уровни радиации на различных участках траектории полета. BIRD похожи на обычные флеш-накопители и оснащены интерфейсом USB.
Питание устройства обеспечивается встроенной аккумуляторной батареей. Датчики состоят из двух детекторов Timepix. Сами Timepix разработаны в Институте экспериментальной и прикладной физики Чешского технического университета в Праге на основе датчиков Medipix 2, используемых в ЦЕРНе, и протестированы на ускорителе, пучки частиц которого имитировали высокоэнергетические космические лучи. На Timepix они работают с 2012 года.
В любом случае до предполагаемой отправки миссии на Марс у НАСА достаточно времени, чтобы надежно обезопасить своих астронавтов от воздействия радиации.
Андрей Борисов
Комментирование разрешено только первые 24 часа.
7 +7−0 | Terek Ambrosovich | 10:33:16 25/11/2014 |
Просто нормы ужесточились... Сейчас те радиационные риски, которые раньше люди были готовы нести - считаются недопустимыми. Максимально возможная безопасность - вот что ставится во главу угла. А так - слетать на Марс можно уже сейчас - радиационные риски дают увеличение вероятности онкологии, но вполне приемлемое. Многие профессии (особенно без соблюдения ТБ) на Земле дают намного большие вероятности увеличения проблем со здоровьем, чем полёты к Марсу. |
6 +8−2 | Terek Ambrosovich | 13:09:43 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
Я полагаю, что к 30-40 году вполне могут успеть. Если, конечно, планомерно двигаться и не зажимать бюджет. Они вообще давно к нему готовятся. Не спешат, конечно, но в рамках своих бюджетов... А раньше они вроде как и не планируют. Справедливости ради надо сказать, что все прочие к Марсу готовы в разы меньше, чем они. |
3 +3−0 | Сергей Мурзик | 21:59:23 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
Реактор на 1 МВт в космосе? Хочу ссылку... Ядерный реактор - это в общем паровой двигатель, где топят ядерной реакцией. КПД ядерной электростанции порядка 30%, это при том, что охлаждающая жидкость из реки на уровне 300 Кельвина. Т.е. на 1МВт надо как-то избавится от 2 МВт тепла при температуре теплообменника 300К. В открытом космосе это тепловое излучение - и, согласно Стефану Больцману 1 м^2 при температуре 300К излучает 460 Ватт тепла, итого 2МВт/460Ватт = пластина 70x70 метров (4300 м^2). Солнечная батарея такого размера даст до 1-2МВт и будет гораздо легче. Можно, конечно, повысить температуру теплообменника, но тогда КПД упадет... |
3 +3−0 | Алекс Мирный | 16:21:26 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
я что-то писал про несуществование ионных двигателей? основная цель сейчас в этой сфере - это создание мощной энергетической установки (в данном случае ядерный реактор), чтобы увеличить тягу ионных двигателей. |
3 +3−0 | Jean Baptist Emmanuel ZOrg | 11:21:59 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
Загадка да? |
3 +5−2 | Собака Чжаочжоу | 09:56:30 25/11/2014 |
Спасибо, очень интересно. |
2 +2−0 | Terek Ambrosovich | 17:26:20 25/11/2014 |
Комментарий удалён. | ||
У нас пока это всё в виде проекта... И вы зря говорите, что "только у нас". В США это направление тоже развивается и идут работы (просто они сразу не замахиваются на мегаваттный класс, их больше интересует область 10-50 КВт, но малогабаритных, и с высоким КПД). У кого в результате реактор будет, а у кого - останется в виде проекта - это вилами на воде... |
2 +3−1 | Алекс Мирный | 16:01:19 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
не совсем так. у ионных двигателей удельный импульс очень даже большой. тяга у них маленькая. вывод на орбиту осуществлять будут традиционными химическими двигателями. но опять же никаких пруфов и пустые разговоры уже который год. я конечно был бы рад, если бы этот реактор в реальности существовал (в космосе есть огромные проблемы с теплоотводом), но никаких достоверных данных по этому поводу я ещё не нашёл. |
2 +3−1 | Серега Печорин | 15:44:44 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
"Все эти рассуждения гроша ломанного не стоят." - Еще как стоят. Поэтому и ищут способы защититься от радиации. Или по-вашему нужно забить на это дело смириться со своей беспомощностью? На крайний случай прорабатывают вариант закрываться от солнечной радиации небольшим астероидом на протяжении полета (возможно тем, который хотят в начале 20-х захватить и вывести на орбиту луны.) |
2 +2−0 | Ilya Usoskin | 15:28:26 25/11/2014 |
Да сколько ж можно-то? Вроде по делу, но опять мешанина из более-менее разумных слов и бреда. "Радиационный пояс спасает планету от губительной солнечной радиации" - вздор! радиационный пояс не имеет отношения к солнечной радиации, хотя она к нему имеет. Могу перечислить еще с полдюжины ляпов. Господа околонаучные журналисты, ну ПОЖАЛУЙСТА, консультируйтесь со специалистами, когда пишете на тему, с которой недостаточно знакомы. |
2 +3−1 | Terek Ambrosovich | 15:19:38 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
Вы всё мешаете в одну кучу... Непилотируемые и пилотируемые миссии готовят сильно по-разному. И тестируют - по разному. Непилотируемые миссии, если их начнут готовить и тестировать по нормам пилотируемых - вырастут по цене многократно, вам же объяснили. |
2 +2−0 | Серега Печорин | 14:24:35 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
А можно где-нибудь почитать об этом? А то одни слухи. У ионных двигателей маленький импульс, а масса аппарата с подобным реактором должа быть огромной. Как его на орбиту выводить? |
2 +3−1 | Серега Печорин | 14:05:07 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
У них и на луну лететь денег не было и вояджеры запускать, однако реклама сделала свое дело - заинтересовали население и полетели. И тут так же будет. НАСА в отличие от Роскосмоса не получает деньги из бюджета просто так для освоения, а только если предложат крутой проект, запустят рекламу и заинтересуют население. |
2 +2−0 | Иван Степанов | 14:04:43 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
Вояджеры - штучные аппараты, чья полноценная отработка стоила бы на несколько порядков больше, чем сама миссия. Экономически не выгодно. Тем более, что человека на Вояджерах нет, что позволяет уменьшить надёжность на несколько порядков (один упадёт - можно на смену другой сделать, что выйдет дешевле, чем отрабатывать, а потом запускать надёжный аппарат, при этом все возможные земные испытания на них были проведены). Для пилотируемых аппаратах важен факт выживания человека. Можно сделать толщину больше на этапе проектирования, но тогда существенно возрастёт масса аппарата. Выбрана была оптимальная толщина, согласно имеющимся исследованиям (мат. модель), однако "имеющиеся исследования" проводились на другом аппарате с другими характеристиками, а значит, что на Орионе они наверняка будут отличаться, пусть и не сильно. Повторю ещё раз, что в земных условиях невозможно провести полноценные испытания аппарата, можно только по отдельным факторам, но невозможно провести испытания сразу по всем факторам (а они влияют друг на друга!!!) В космосе - фактические условия с нужным вакуумом, нужной температурой, нужной радиоактивностью и т.п. Намного проще запустить аппарат и провести испытания там, чем создавать сложнейшую (и при этом неточную) установку на Земле. А "проверять" мат. моделирование надо обязательно. И дорабатывать тоже. Вот даже не знаю почему Вы этого не понимаете. "Голова" тут не причём. Голова - это хорошо, но сделанное "руками" всегда отличается от того, что представляется в "голове", и если не делать поправку на "руки", то грош цена такой "голове". Все успешные космические миссии проходили колоссальный объём испытаний в земных и космических условиях. МКС тоже не просто так летает, на нём проводятся испытания многих приборов именно в космических условиях, которые на Земле создать невозможно. Где Вы видели барокамеру, способную создать давление 10^-7 - 10^-15 Па? Да максимум ^-4. |
2 +2−0 | Иван Степанов | 13:42:31 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
Ещё раз повторю, что Терек прав. Изменилась толщина корпуса, изменились материалы - НЕОБХОДИМО запустить в космос и проверить данные мат моделирования, а затем при необходимости изменить конструкцию корабля. Я всё правильно написал. Можете посмотреть графики различных характеристик на разных этапах создания техники. Увидите, что этап мат. моделирования - лишь один из этапов на котором меняются характеристики аппарата, притом не окончательно. Создавать аппараты исключительно на результатах "мат. моделирования" могут только ельцинские "менеджеры", конструктора, как раз, мат. моделированием НИКОГДА не ограничиваются. |
2 +2−0 | Terek Ambrosovich | 13:14:55 25/11/2014 | ||||||
| ||||||||
Ох, вот уж Союз не надо поминать! Вам охота новых Комаровых получить, в виде жертв, когда запускают сырое (аварии "космосов" не вразумили кого следует, увы)?! Шаттл тоже был сыроват, что и показала эксплуатация (да и катастрофы). |
1 +1−0 | Жизненный Высокопочтенный | 08:22:00 27/11/2014 | ||||||
| ||||||||
Советский термоэлектрический реактор-преобразователь «Ромашка» был впервые запущен в Институте атомной энергии («Курчатовский институт») 14 августа 1964 года. Реактор на быстрых нейтронах имел тепловую мощность 40 кВт и использовал в качестве топлива карбид урана. Термоэлектрический преобразователь на кремний-германиевых полупроводниковых элементах выдавал мощность до 800 Вт. Сергей Павлович Королёв намеревался использовать «Ромашку» на космических аппаратах в сочетании с импульсными плазменными двигателями. Испытания «Ромашки» закончились в середине 1966 года уже после смерти Королёва, но реактор так и не был использован в космосе. Вот тебе еще инфа урод вонючий, к вопросу про изобретения коле |
1 +1−0 | Жизненный Высокопочтенный | 07:59:14 27/11/2014 | ||||||
| ||||||||
ага очень интересно. Ау авторы вы читаете коменты нет? Второй раз вот этот идиотизм пишете " Пилотируемый корабль впервые пересек пояс Ван Аллена в июле 1969 года, когда три астронавта в рамках миссии Apollo 11 направлялись к Луне." Эй клоуны википедию хотябы откройте, до Апполона 11 к Луне летали еще Апполон 8 и Апполон 10. Только не высаживались на поверхность. Или тот кто на Луну не сел он мимо пояса Ван Алена пршмыгнул? Или пояс ентот прямо по лунной поверхности проходит? Мля и ведь второй раз эту ахинею за две недели печатают. Правда, в первый раз был идиотизм на уровне официальных заявлений СБУ Крайны - "пояс Ван Алена пересекался всего ОДИН раз в июле 1969" Вы вместо Коняева, там какуюто блондиночку тпшную приняли? |
1 +1−0 | Азим Санкарбеков | 11:54:38 26/11/2014 | ||||||
| ||||||||
Бизнес по-русски: водку спидзить, водку продать, деньги пропить. В данном варианте на водку выклянчивается, фаза водки обходится стороной по фазе "бабки". |
1 +1−0 | Терек Амбросович | 07:37:03 26/11/2014 | ||||||
| ||||||||
К этому можно добавить, что есть ещё одна принципиальная особенность аппаратов для космоса, которую toxotai romanian, мне кажется, не понимает (я писал о ней уже выше, но он, видимо, читает по диагонали). Модели, рассчитываемые для космоса - берут не по максимальным, и зачастую даже не по средним значениям диапазонов возможного,а по минимальным или сдвинутым к оным. Одну и ту же мат-модель медь можно рассчитать, оперируя разными границами. В космосе нет большого запаса ни прочности, ни надёжности, ни защиты. Модель считается "впритирочку". Это на Земле проектировщик может махнуть рукой, и сказать - нам нужна надёжность, потому закладываем 300% прочности в эту деталь! Ибо не особоволнует, что это выльется в вес, всего на 20% больший, и цену, на 0,5% выше. Зато машина станет надёжнее, спектр потенциальных применений вырастет. А в космосе слишком велика цена каждого грамма, потому проектировщик зачастую не может закладывать "запасы"! Приходится делать не универсальные, а де-факто уникальные аппараты. В космосе материалы работают на пределе своих возможностей, и запаса "на фазу Луны" обычно практически нет... И в таких условиях резко возрастают требования к фактическим данным для границ расчётных моделей. И аппроксимации по теор-моделям - становятся слишком грубыми. Именно потому МКС летает всего-навсего с 3-мм стенками, а спускаемый аппарат Аполло был рассчитан даже не на средние, а на очень-очень благоприятные условия на Луне. Всё упирается в грёбаную цену кг на орбиту. |