O que é radiação cósmica? Fontes, perigo

Índice:

O que é radiação cósmica? Fontes, perigo
O que é radiação cósmica? Fontes, perigo
Anonim

Quem nunca sonhou em voar para o espaço, mesmo sabendo o que é radiação cósmica? Pelo menos voe para a órbita da Terra ou da Lua, ou melhor ainda - mais longe, para algum tipo de Orion. Na verdade, o corpo humano está muito pouco adaptado a essas viagens. Mesmo quando voando em órbita, os astronautas enfrentam muitos perigos que ameaçam sua saúde e às vezes a vida. Todos assistiram à série cult de TV Star Trek. Um dos personagens maravilhosos deu uma descrição muito precisa de um fenômeno como a radiação cósmica. "São perigos e doenças na escuridão e no silêncio", disse Leonard McCoy, também conhecido como Bones, também conhecido como Bonesaw. É muito difícil ser mais preciso. A radiação cósmica em uma viagem deixará uma pessoa cansada, fraca, doente, sofrendo de depressão.

Imagem
Imagem

Sentimentos em voo

O corpo humano não está adaptado à vida no vácuo, pois a evolução não incluiu tais habilidades em seu arsenal. Sobre issolivros foram escritos, esta questão está sendo estudada detalhadamente pela medicina, centros foram criados em todo o mundo que estudam os problemas da medicina no espaço, em condições extremas, em grandes altitudes. Claro, é engraçado ver o astronauta sorrindo na tela, ao redor do qual vários objetos flutuam no ar. Na verdade, sua expedição é muito mais séria e repleta de consequências do que o habitante médio da Terra imagina, e não é apenas a radiação cósmica que cria problemas aqui.

A pedido de jornalistas, astronautas, engenheiros, cientistas, que vivenciaram tudo o que acontece com uma pessoa no espaço, falaram sobre a sequência de várias novas sensações em um ambiente criado artificialmente e estranho ao corpo. Literalmente dez segundos após o início do voo, uma pessoa despreparada perde a consciência, pois a aceleração da espaçonave aumenta, separando-a do complexo de lançamento. Uma pessoa ainda não sente os raios cósmicos tão fortemente quanto no espaço sideral - a radiação é absorvida pela atmosfera do nosso planeta.

Imagem
Imagem

Principais problemas

Mas também há sobrecargas suficientes: uma pessoa fica quatro vezes mais pesada que seu próprio peso, ela é literalmente pressionada contra a cadeira, é até difícil mover o braço. Todo mundo já viu essas cadeiras especiais, por exemplo, na espaçonave Soyuz. Mas nem todos entenderam por que o astronauta tinha uma postura tão estranha. No entanto, é necessário porque a sobrecarga envia quase todo o sangue do corpo para as pernas, e o cérebro fica sem suprimento de sangue, e é por isso que ocorre o desmaio. Mas inventado emNa União Soviética, uma cadeira ajuda a evitar pelo menos esse problema: uma postura com as pernas levantadas faz com que o sangue forneça oxigênio para todas as partes do cérebro.

Dez minutos após o início do voo, a f alta de gravidade fará com que uma pessoa quase perca seu senso de equilíbrio, orientação e coordenação no espaço, uma pessoa pode nem rastrear objetos em movimento. Ele está enjoado e vomita. O mesmo pode ser causado por raios cósmicos - a radiação aqui já é muito mais forte e, se ocorrer uma ejeção de plasma no sol, a ameaça à vida dos astronautas em órbita é real, até passageiros de aviões podem sofrer em voo em alta altitude. Ocorrem alterações na visão, edema e alterações na retina, o globo ocular é deformado. A pessoa fica fraca e incapaz de realizar as tarefas que estão à sua frente.

Imagem
Imagem

Enigmas

No entanto, de tempos em tempos, as pessoas também sentem alta radiação cósmica na Terra, para isso não precisam surfar nas extensões cósmicas. Nosso planeta é constantemente bombardeado por raios de origem cósmica, e os cientistas sugerem que nossa atmosfera nem sempre oferece proteção suficiente. Existem muitas teorias que dotam essas partículas de energia com tal força que limita significativamente as chances de planetas para o surgimento de vida neles. De muitas maneiras, a natureza desses raios cósmicos ainda é um mistério insolúvel para nossos cientistas.

Partículas carregadas subatômicas no espaço se movem quase na velocidade da luz, elas já foram registradas repetidamente em satélites e até embalões. São núcleos de elementos químicos, prótons, elétrons, fótons e neutrinos. Além disso, não está excluída a presença de partículas de matéria escura - pesadas e superpesadas - no ataque da radiação cósmica. Se fosse possível detectá-los, várias contradições nas observações cosmológicas e astronômicas seriam resolvidas.

Atmosfera

O que nos protege da radiação cósmica? Apenas a nossa atmosfera. Raios cósmicos que ameaçam a morte de todos os seres vivos colidem nele e geram fluxos de outras partículas - inofensivas, incluindo múons, parentes muito mais pesados dos elétrons. O perigo potencial ainda existe, já que algumas partículas atingem a superfície da Terra e penetram muitas dezenas de metros em suas entranhas. O nível de radiação que qualquer planeta recebe indica sua adequação ou inadequação para a vida. A alta radiação cósmica que os raios cósmicos carregam com eles excede em muito a radiação de nossa própria estrela, porque a energia de prótons e fótons, por exemplo, nosso Sol, é menor.

E com uma alta dose de radiação, a vida é impossível. Na Terra, essa dose é controlada pela força do campo magnético do planeta e pela espessura da atmosfera, o que reduz significativamente o perigo da radiação cósmica. Por exemplo, pode haver vida em Marte, mas a atmosfera lá é insignificante, não há campo magnético próprio, o que significa que não há proteção contra os raios cósmicos que permeiam todo o cosmos. O nível de radiação em Marte é enorme. E o efeito da radiação cósmica na biosfera do planeta é tal que toda a vida nele morre.

Imagem
Imagem

O que é mais importante?

Temos sorte, temos tanto a espessura da atmosfera que envolve a Terra, quanto nosso próprio campo magnético suficientemente poderoso que absorve as partículas nocivas que atingiram a crosta terrestre. Eu me pergunto de quem é a proteção do planeta que funciona mais ativamente - a atmosfera ou o campo magnético? Os pesquisadores estão experimentando criando modelos dos planetas com ou sem campo magnético. E o próprio campo magnético difere nesses modelos de planetas em força. Anteriormente, os cientistas tinham certeza de que era a principal proteção contra a radiação cósmica, pois controlavam seu nível na superfície. No entanto, verificou-se que a quantidade de exposição determina em maior medida a espessura da atmosfera que cobre o planeta.

Se o campo magnético for "desligado" na Terra, a dose de radiação só dobrará. Isso é muito, mas mesmo para nós será refletido de forma bastante discreta. E se você deixar o campo magnético e remover a atmosfera para um décimo de sua quantidade total, a dose aumentará fatalmente - em duas ordens de magnitude. A terrível radiação cósmica matará tudo e todos na Terra. Nosso Sol é uma estrela anã amarela, é ao redor deles que os planetas são considerados os principais candidatos à habitabilidade. Estas são estrelas relativamente fracas, existem muitas delas, cerca de oitenta por cento do número total de estrelas em nosso Universo.

Imagem
Imagem

Espaço e evolução

Teóricos calcularam que esses planetas nas órbitas de anãs amarelas, que estão em zonas adequadas para a vida, têm campos magnéticos muito mais fracos. Isto é especialmente verdadeiro para as chamadas super-Terras -grandes planetas rochosos dez vezes a massa da nossa Terra. Os astrobiólogos tinham certeza de que os campos magnéticos fracos reduziam significativamente as chances de habitabilidade. E agora novas descobertas sugerem que isso não é um problema tão grande quanto as pessoas costumavam pensar. O principal seria a atmosfera.

Os cientistas estão estudando de forma abrangente o efeito do aumento da radiação em organismos vivos existentes - animais, bem como em uma variedade de plantas. A pesquisa relacionada à radiação consiste em expô-los a graus variados de radiação, do pequeno ao extremo, e depois determinar se eles sobrevivem e quão diferente eles se sentirão se sobreviverem. Microrganismos, que são afetados pelo aumento gradual da radiação, podem nos mostrar como a evolução ocorreu na Terra. Foram os raios cósmicos, sua alta radiação que fez o futuro homem descer da palmeira e começar a explorar o espaço. E a humanidade nunca mais voltará às árvores.

Radiação Espacial 2017

No início de setembro de 2017, todo o nosso planeta estava muito alarmado. O sol de repente ejetou toneladas de matéria solar após a fusão de dois grandes grupos de manchas escuras. E essa ejeção foi acompanhada por erupções de classe X, que forçaram o campo magnético do planeta a trabalhar literalmente por desgaste. Uma grande tempestade magnética se seguiu, causando doenças em muitas pessoas, bem como fenômenos naturais excepcionalmente raros e quase sem precedentes na Terra. Por exemplo, imagens poderosas de luzes do norte foram registradas perto de Moscou e em Novosibirsk, que nunca esteve nessas latitudes. No entanto, a beleza de tais fenômenos não obscureceu as consequências de uma explosão solar mortal que penetrou no planeta com radiação cósmica, o que acabou sendo realmente perigoso.

Sua potência foi próxima do máximo, X-9, 3, onde a letra é a classe (flash extremamente grande), e o número é a intensidade do flash (de dez possíveis). Junto com essa ejeção, havia a ameaça de falha dos sistemas de comunicação espacial e de todos os equipamentos localizados na estação orbital. Os astronautas foram forçados a esperar esse fluxo de terrível radiação cósmica transportado por raios cósmicos em um abrigo especial. A qualidade da comunicação durante esses dois dias se deteriorou significativamente tanto na Europa quanto na América, exatamente para onde o fluxo de partículas carregadas do espaço era direcionado. Cerca de um dia antes do momento em que as partículas atingiram a superfície da Terra, foi emitido um aviso sobre a radiação cósmica, que soou em todos os continentes e em todos os países.

Imagem
Imagem

Poder do Sol

A energia emitida pela nossa luminária para o espaço exterior circundante é verdadeiramente enorme. Dentro de alguns minutos, muitos bilhões de megatons voam para o espaço, se você contar o equivalente a TNT. A humanidade será capaz de produzir tanta energia a taxas modernas apenas em um milhão de anos. Apenas um quinto de toda a energia emitida pelo Sol por segundo. E este é o nosso pequeno e não muito quente anão! Se você apenas imaginar quanta energia destrutiva é produzida por outras fontes de radiação cósmica, ao lado da qual nosso Sol parecerá um grão de areia quase invisível, sua cabeça vai girar. Que bênção que temos um bom campo magnético e uma grande atmosfera que não nos deixa morrer!

As pessoas estão expostas a esse tipo de perigo todos os dias porque a radiação radioativa no espaço nunca seca. É de lá que a maior parte da radiação chega até nós - de buracos negros e de aglomerados de estrelas. É capaz de matar com uma alta dose de radiação e com uma dose baixa pode nos transformar em mutantes. No entanto, devemos lembrar também que a evolução na Terra ocorreu graças a tais fluxos, a radiação mudou a estrutura do DNA para o estado que observamos hoje. Se você resolver esse "remédio", ou seja, se a radiação emitida pelas estrelas ultrapassar os níveis permitidos, os processos serão irreversíveis. Afinal, se as criaturas sofrerem mutação, elas não retornarão ao seu estado original, não há efeito reverso aqui. Portanto, nunca veremos aqueles organismos vivos que estiveram presentes em uma vida recém-nascida na Terra. Qualquer organismo está tentando se adaptar às mudanças no ambiente. Ou morre, ou se adapta. Mas não há como voltar atrás.

Imagem
Imagem

ISS e erupção solar

Quando o Sol nos enviou seu olá com um fluxo de partículas carregadas, a ISS estava passando entre a Terra e a estrela. Os prótons de alta energia liberados durante a explosão criaram um fundo de radiação absolutamente indesejável dentro da estação. Essas partículas perfuram absolutamente qualquer espaçonave. No entanto, a tecnologia espacial foi poupada por essa radiação, já que o impacto foi poderoso, mas curto demais para desativá-lo. No entantoa tripulação todo esse tempo se escondeu em um abrigo especial, porque o corpo humano é muito mais vulnerável que a tecnologia moderna. O surto não foi um, eles foram em uma série inteira, mas tudo começou em 4 de setembro de 2017, para abalar o cosmos com uma ejeção extrema em 6 de setembro. Nos últimos doze anos, um fluxo mais forte na Terra ainda não foi observado. A nuvem de plasma que foi lançada pelo Sol ultrapassou a Terra muito antes do planejado, o que significa que a velocidade e a potência do fluxo excederam uma vez e meia o esperado. Assim, o impacto na Terra foi muito mais forte do que o esperado. Por doze horas, a nuvem estava à frente de todos os cálculos de nossos cientistas e, consequentemente, o campo magnético do planeta ficou mais perturbado.

O poder da tempestade magnética acabou sendo 4 em 5 possíveis, ou seja, dez vezes mais do que o esperado. No Canadá, as auroras também foram observadas mesmo nas latitudes médias, como na Rússia. Tempestade magnética de caráter planetário aconteceu na Terra. Você pode imaginar o que estava acontecendo no espaço! A radiação é o perigo mais significativo de todos os existentes ali. A proteção contra ele é necessária imediatamente, assim que a espaçonave deixar a atmosfera superior e deixar os campos magnéticos muito abaixo. Fluxos de partículas descarregadas e carregadas - radiação - permeiam constantemente o espaço. As mesmas condições nos esperam em qualquer planeta do sistema solar: não há campo magnético e atmosfera em nossos planetas.

Tipos de radiação

No espaço, a radiação ionizante é considerada a mais perigosa. Estas são a radiação gama e os raios X do Sol, estas são partículas que voam apóserupções solares cromosféricas, são raios cósmicos extragalácticos, galácticos e solares, vento solar, prótons e elétrons dos cinturões de radiação, partículas alfa e nêutrons. Há também radiação não ionizante - esta é a radiação ultravioleta e infravermelha do Sol, esta é a radiação eletromagnética e a luz visível. Não há grande perigo neles. Estamos protegidos pela atmosfera, e o astronauta está protegido pelo traje espacial e pela pele da nave.

A radiação ionizante causa problemas irreparáveis. Este é um efeito prejudicial em todos os processos da vida que ocorrem no corpo humano. Quando uma partícula de alta energia ou um fóton passa por uma substância em seu caminho, eles formam um par de partículas carregadas - um íon como resultado da interação com essa substância. Isso afeta até a matéria inanimada, e os seres vivos reagem de forma mais violenta, pois a organização de células altamente especializadas requer renovação, e esse processo, enquanto o organismo estiver vivo, ocorre dinamicamente. E quanto maior o nível de desenvolvimento evolutivo do organismo, mais irreversível é o dano da radiação.

Imagem
Imagem

Proteção contra radiação

Cientistas estão procurando esses fundos em vários campos da ciência moderna, incluindo farmacologia. Até agora, nenhum medicamento foi eficaz e as pessoas que foram expostas à radiação continuam a morrer. Experimentos são realizados em animais tanto na terra quanto no espaço. A única coisa que ficou clara é que qualquer droga deve ser tomada por uma pessoa antes do início da exposição, e não depois.

E dado que todas essas drogastóxico, então podemos supor que a luta contra as consequências da radiação ainda não levou a uma única vitória. Mesmo que os agentes farmacológicos sejam tomados na hora, eles apenas fornecem proteção contra radiação gama e raios X, mas não protegem contra radiação ionizante de prótons, partículas alfa e nêutrons rápidos.

Recomendado: