Ar saulės audros gali pakenkti astronautams?
Trumpas atsakymas: Taip. Didelės saulės audros gali padidinti radiacijos lygį tiek, kad astronautai gali susirgti arba padidėti ilgalaikė vėžio rizika, jei jie nebus apsaugoti. Kosmoso agentūros stebi Saulę ir planuoja apsaugoti įgulas pavojingų įvykių metu.
Ką tai reiškia?
Saulė kartais išspinduliuoja energingų dalelių ir rentgeno spindulių pliūpsnius. Šios dalelės dažniausiai yra protonai, kurie juda labai greitai. Kai jos atsitrenkia į astronautą ar erdvėlaivį, jos gali išmušti elektronus iš atomų.
Šis procesas vadinamas jonizuojančia spinduliuote ir gali pažeisti ląsteles bei DNR. Stiprus pliūpsnis gali sukelti pakankamai didelę radiacijos dozę, kad per kelias valandas ar dienas sukeltų pykinimą ar dar blogiau. Net mažesnės dozės sumuojasi ir vėliau padidina vėžio riziką.
Erdvėlaiviai ir skafandrai blokuoja dalį spinduliuotės, o misijų planuotojai keičia planus, jei artėja didelė audra. Vis dėlto kelionės į kosmosą (pvz., į Mėnulį ar Marsą) yra rizikingesnės nei kelionės žemojoje Žemės orbitoje.
Norintiems suprasti tiksliau
Įvardyti dėsniai / principai: Poveikis / dėsnis: Jonizuojančiosios spinduliuotės ir spinduliuotės dozės poveikis; taškinių šaltinių fotonų srautas paprastai atitinka atvirkštinį kvadratinį dėsnį, o įkrautų dalelių audras lemia magnetiniai laukai.
Saulės audros apima saulės žybsnius ir vainikinių masių išmetimus (CME). Kai kurios audros skleidžia saulės energingas daleles (SEP): daugiausia didelės energijos protonus. Šios įkrautos dalelės gali prasiskverbti pro erdvėlaivio sienas ir žmogaus audinius, sukeldamos jonizaciją.
Jonizacija nutraukia cheminius ryšius ir gali pažeisti DNR. Biologinė žala atitinka dozės taisykles: didelės trumpalaikės dozės gali sukelti ūmų susirgimą; mažesnės ilgalaikės dozės padidina vėžio riziką. Apsauga (pvz., aliuminis ar vanduo) sumažina dozę, sugerdama daleles.
Žemės magnetosfera ir atmosfera blokuoja daugelį dalelių, todėl astronautai žemojoje Žemės orbitoje yra labiau apsaugoti nei keliautojai už jos ribų.
Kaip mes tai žinome: Palydovuose ir ankstesnėse misijose esantys prietaisai matuoja dalelių energiją ir kiekį. Biologinis poveikis žinomas iš laboratorinių ląstelių ir gyvūnų tyrimų bei iš dozimetrų, paimtų žmonių skrydžiuose į kosmosą .
Pavyzdžiai gamtoje
- 1972 m. rugpjūčio mėn. Saulės protonų sprogimas buvo pakankamai stiprus, kad tuo metu tarp Žemės ir Mėnulio keliaujantys astronautai galėjo gauti pavojingas radiacijos dozes, jei būtų buvę už geros apsaugos ribų
- 2003 m. „Helovino“ audros sukėlė didelius dalelių pliūpsnius, kurie padidino palydovų ir dideliame aukštyje skraidančių įgulų radiaciją ir sutrikdė kai kurias erdvėlaivių sistemas
- Palydovai ir kosminių orų stebėjimo įrenginiai dažnai fiksuoja staigius protonų srauto padidėjimus Saulės audrų metu, todėl astronautai ir operatoriai gauna įspėjimus
- 1989 m. geomagnetinės audros sukėlė elektros energijos tiekimo sutrikimus Žemėje, o tai rodo, kad Saulės audros gali turėti didelį poveikį technologijoms, net jei jos tiesiogiai nekenkia žmonėms ant žemės
Namų Darbai
Pavadinimas: Ekranavimas sluoksniais
Sauga: Tai yra analogija ir nenaudojama tikra spinduliuotė. Aštrias žirkles laikykite atokiau nuo mažų vaikų.
Priemonės
- žibintuvėlis
- kartoninė dėžutė
- aliuminio folija
- keli popieriaus sluoksniai arba plonos knygos
- maža žaislinė figūrėlė
Žingsniai
- Įdėkite žaislinę figūrėlę į kartoninę dėžę ir uždarykite dangtelį.
- Pašvieskite žibintuvėliu į vieną dėžutės šoną, kad pro mažas skylutes sklistų šviesa, imituojant daleles.
- Uždenkite skylutę vienu aliuminio folijos sluoksniu ir vėl pašvieskite šviesa; stebėkite, kiek šviesos praeina.
- Ant folijos uždėkite kelis popieriaus sluoksnius arba plonas knygas ir vėl išbandykite.
- Palyginkite, kiek šviesos praeina be apsaugos, tik su folija ir su folija bei sluoksniais. Ką tai rodo: Didesnis ir storesnis ekranavimas blokuoja daugiau gaunamos energijos, panašiai kaip erdvėlaivių ekranavimas sumažina radiacijos dozę.
Žodynas
- Saulės žybsnis: staigus ryškus Saulės energijos pliūpsnis, sukuriantis šviesą ir rentgeno spindulius. Saulės energetinės dalelės (SEP): greitai įkrautos Saulės dalelės, daugiausia protonai, kurios gali nukeliauti į kosmosą.
- Jonizuojančioji spinduliuotė: pakankamai stipri spinduliuotė, kad atmuštų elektronus nuo atomų ir galbūt pažeistų ląsteles.
- Magnetosfera: Žemės magnetinis burbulas, padedantis nukreipti daugelį įkrautų dalelių nuo Saulės.
- Dozė: kūno sugeriamos spinduliuotės energijos kiekis, susijęs su žala.
Atsakymai į klausimus
Ar astronautai gali susirgti radiacine liga dėl Saulės audros?
Taip, labai stiprios audros metu jie gali susirgti ūmine radiacine liga, jei neturi geros apsaugos.
Ar skafandrai apsaugo nuo Saulės audrų?
Skafandrai šiek tiek apsaugo, bet jie yra ploni; stipriems įvykiams reikalingi erdvėlaiviai, slėptuvės nuo audrų arba storas skydas.
Ar misijos valdymo centras gali laiku įspėti astronautus?
Dažnai taip – palydovai stebi Saulę ir siunčia įspėjimus, o misijos planuoja slėptuves arba atideda veiklą, kai to reikia .
Ar kelionė į Marsą bus saugi nuo Saulės audrų?
Tai rizikingiau nei kelionės arti Žemės; inžinieriai planuoja apsaugą ir laiką, kad sumažintų šią riziką, tačiau tam tikras pavojus išlieka.