Smrtící záření za magnetosférou vyvrací mýty o letech na Měsíc

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Naposledy změněno: 2023-12-16 16:00

K určení dávek záření při letu na Měsíc zvažovali jsme sluneční vítr a toky protonů a elektronů; sluneční erupce, které při maximální aktivitě spolu s rentgenovým zářením ze Slunce prudce zvyšují radiační nebezpečí pro astronauty; galaktické kosmické záření (GCR) jako vysoce energetická složka korpuskulárního proudění v meziplanetárním prostoru (150-300 mrem za den); také dotkl radiační pás Země (ERB) … Bylo naznačeno, že RPZ je pro kosmonauty jedním z nejnebezpečnějších faktorů na komunikační trase Země-Měsíc.

Stanovme radiační dávku při průchodu radiačních pásů a vezměme v úvahu radiační nebezpečí slunečního větru. Použijme obecně uznávaný model radiačního pásu Země AP-8 min (1995).

Protonová složka zemského radiačního pásu

Na Obr. 1 ukazuje rozložení protonů různých energií v rovině geomagnetického rovníku. Na vodorovné ose je parametr L v poloměrech Země, na ose y je hustota toku protonů v cm-2 s-1. Tento obrázek ukazuje časově zprůměrované hodnoty hustoty toku protonů podle údajů sovětských a zahraničních autorů, vztahujících se k období I96I-I975 [48].

Na Obr. 2 ukazuje výsledky nedávných studií složení a dynamiky protonové složky radiačního pásu Země, provedených na umělých družicích Země a orbitálních stanicích [50].

Rýže. 2. Rozložení integrálních toků protonů v rovině geomagnetického rovníku. L je vzdálenost od středu Země, vyjádřená v poloměrech Země. (Čísla na křivkách odpovídají spodní hranici energie protonu v MeV).

Použijme vzorec pro výpočet ekvivalentní dávky záření za jednotku času, kterou člověk dostane v prostoru pro kůži a vnitřní orgány v závislosti na tloušťce vnější ochrany a ionizujícího záření. Tabulka 1 ukazuje ekvivalentní radiační dávky, které astronaut obdrží, když proletí dvojnásobkem vnitřní protonové RPZ ve velitelském modulu Apollo (7,5 g / cm2).

Tab. 1. Ekvivalentní dávky záření přijaté kůží a vnitřními orgány astronauta s přihlédnutím k ochraně velitelského modulu Apollo při průletu vnitřní protonové RPZ

* Přesnější výpočet radiační dávky je spojen se zohledněním Braggova píku; zvýší hodnotu dávky záření 1,5-2krát.

Během magnetických bouří jsou pozorovány významné změny vysokoenergetických protonů. Vzhled nového silného pásu protonů na L ~ 2,5 zaregistrovala družice CRRES 24. března 1991.

V okamžiku obřího náhlého impulsu geomagnetického pole na L ~ 2,8 se vytvořil nový protonový pás, ekvivalentní stabilnímu vnitřnímu pásu, který má maximum na L ~ 1,5. Na Obr. 4. Jsou zobrazeny radiální profily radiálních pásů pro protony s Ep = 20-80 MeV a elektrony s Ee> 15 MeV, zakreslené podle údajů měření na družici CRRES před událostí 24. března 1991 (80. den), tři dny po vytvoření nového pásu (den 86) a po ~ 6 měsících (den 257). Je vidět, že toky protonů se více než zdvojnásobily a toky elektronů s Ee> 15 MeV přesáhly klidovou úroveň téměř o tři řády. Následně byly registrovány až do poloviny roku 1993.

Apollo 17 (poslednímu přistání na Měsíci) šest měsíců před startem předcházely tři silné magnetické bouře – 17. – 19. června, 4. – 8. srpna po silné solárně-protonové události, 31. října až 1. listopadu 1972. Totéž platí Apollo 8 (první průlet kolem Měsíce s člověkem na palubě), kterému za dva měsíce, 30. – 31. října 1968, předcházela silná magnetická bouře. Je zřejmé, že výrazné rozšíření protonového pásu a zvýšení radiační dávky do Je třeba očekávat 10 Sievertů. To je pro člověka smrtelná dávka záření.

Pro toky protonů existuje výškové kolísání intenzity protonů, které lze zapsat jako:

J (B) = J (Be) (BE / B) n

kde B a Ve jsou intenzita magnetického pole v požadovaném bodě a na rovníku, a J (B) a J (Ve) jsou intenzity jako funkce B a Ve; n = 1, 8-2 [50].

Například pro protony v rovině geomagnetického rovníku v zeměpisných šířkách λ ~ 30 ° (V / Ve = 3) a λ ~ 44 ° (V / Ve = 10) se hodnota radiačních dávek protonové složky sníží o 10krát a 100krát. A pokud na trajektorii Země-Měsíc podle legendy NASA proběhl let nad geomagnetickou šířkou 30 stupňů, pak podle univerzální výškové variace intenzity toků protonů lze dávku záření snížit o řád velikosti.

Nicméně návrat na Zemi a splashdown byl blízko geomagnetického rovníku (Apollo 12 a Apollo 15 - 0-2 stupně severní geomagnetické šířky, s přihlédnutím k ročnímu posunu magnetických pólů). Dávky záření budou odpovídat maximum hodnoty. Průchod zemského protonového radiačního pásu způsobuje efekt o tři řády vyšší oficiální dávky radiace pro Apollo.

Výsledkem je akutní nemoc z ozáření, start na Měsíc podle schématu NASA po magnetických bouřích - je to 100% smrtelné … Skutečné obdržené dávky radiace budou mnohem vyšší než oficiální NASA. Je zřejmé, že americké přistání je vymyšlená legenda. Bohužel tento důkaz vyžaduje ty nejspolehlivější a nejtrvalejší důkazy. Příliš mnoha lidem totiž chybí oči, aby to viděli (F. Nietzsche).

Elektronická součást zemského radiačního pásu

Vnější radiační pás byl objeven sovětskými vědci, který se nachází ve výškách od 9000 do 45000 km. Je mnohem širší než ten vnitřní (zasahuje 50 ° severně a 50 ° jižně od rovníku). Elektronická složka radiačních pásů podléhá významným prostorovým a časovým změnám v závislosti na třech parametrech: místním čase, úrovni geomagnetického rušení a fázi cyklu sluneční aktivity.

Maximální absorbovaná dávka vytvořená vnějším pásem za jednu hodinu může být obrovská - až 100 Gray. Problém radiační ochrany vnějšího pásu je méně komplikovaný než problém radiační ochrany vnitřního pásu. Vnější pás je tvořen převážně nízkoenergetickými elektrony, které jsou chráněny běžnými kožními materiály kosmických lodí.

Ovšem s takovou ochranou generuje se tvrdé a měkké rentgenové záření (efekt "rentgenové trubice"). Rentgenové paprsky jsou ionizující a hluboce pronikající, všechny ostatní věci jsou stejné pro ostatní typy záření. Průlet radiačním pásem na cestě na Měsíc a zpět trvá asi 7 hodin. Apollo 13 podle legendy se NASA „vrátila“v lunárním modulu s tloušťkou ochrany pětkrát méněnež u velitelského modulu. Během této doby záření působí na tkáně živých organismů, může být příčinou nemocí z ozáření, popálenin z ozáření a zhoubných nádorů a nakonec je to mutagenní faktor.

Použijeme následující údaje a odhadneme dávku záření

Níže jsou uvedeny profily integrální intenzity elektronů různých energií zprůměrované v čase a přes všechny hodnoty zeměpisné délky pro (a) - minimum sluneční aktivity, (b) - pro epochu maxima [48].

Obrázek ukazuje, že během epochy maximální sluneční aktivity se dávka záření vytvářená vnějším pásem zvyšuje 4-7krát. Připomeňme, že roky 1969 - 1972 byly rokem vrcholu 11leté sluneční aktivity. Stejně jako pro protony, i pro elektronickou součást ERB existuje univerzální výškové kolísání, n = 0, 46 [50]. Výškový pohyb pro elektrony je méně kritický než pro protony. Například pro elektrony v zeměpisných šířkách λ ~ 30 ° (V / Ve = 3) a λ ~ 44 ° (V / Ve = 10) se hodnota dávek záření elektronické součástky sníží o 1, 7 a 3, 1krát, resp. To znamená, že podle letu NASA na Měsíc a návratu na Zemi Apollo nemůže uniknout elektronická součástka RPZ. Výsledky výpočtu dávky záření a charakteristiky použité elektronické součásti ERP jsou uvedeny v tabulce 2.

Tab. 2. Charakteristika elektronické součásti ERP, efektivní dosah elektronů v Al, doba letu ERB Apolla na Měsíc a při návratu na Zemi, poměr ztrát měrné radiační a ionizační energie, absorpční koeficienty Rentgenové záření pro Al a vodu, ekvivalentní a absorbovaná dávka záření *

Výsledky ukazují, že konvenční ochrana kosmických lodí snižuje radiační účinek elektronické součásti radiačních pásů tisícinásobně. Získané hodnoty radiační dávky nejsou pro život astronautů nebezpečné. Hlavní podíl na dávkách záření mají elektrony o energiích 0,3-3 MeV, které generují tvrdé rentgenové záření.

Všimněte si skutečnosti, že radiační efekt je o 1-2 řády vyšší, než uvádí oficiální zpráva NASA pro mise Apollo. Tak moc pro Apollo 13hodnota absorbované dávky je 0,24 rad. Výpočet dává hodnotu ~ 34, 5 rad, toto 144krát více … Zároveň se radiační efekt téměř zdvojnásobí s poklesem účinné ochrany ze 7,5 na 1,5 g / cm2, zatímco zpráva NASA uvádí opak. Pro Apollo 8 a Apollo 11 oficiální radiační dávky jsou 0, 16 a 0, 18 rad.

Výpočet dává 19,4 rad. To je 121krát a 108krát méně. A pouze pro Apollo 14 oficiální radiační dávky jsou 1, 14 rád, což je o 17 méně než vypočtená. Pro elektronickou součást RPZ existují sezónní variace. Na Obr. 5 ukazuje toky relativistických elektronů pro jeden průchod pásu podle dat družice GLONASS a geomagnetických indexů Кр a Dst pro roky 1994-1996. Tučné čáry představují výsledky vyhlazení měření. Prezentovaná data ukazují dobře patrné sezónní variace: toky elektronů na jaře a na podzim jsou 5-6krát vyšší než minimální - v zimě a v létě.

Start a přistání Apollo 13 se uskutečnila na jaře 11. 4. 1970 a 17. 4. 1970. Je zřejmé, že toky elektronů budou několikanásobně vyšší než průměr. To znamená, že hodnota absorbované dávky záření se několikanásobně zvýší a bude 43-52 rad. To je 200krát více než oficiální údaje. Podobně pro Apollo 16 (vzlet a přistání 16.4.1972 a 27.4.1972) bude radiační dávka 25-30 rad. Během magnetických bouří dochází ke změně intenzity elektronů v ERB, někdy 10-100krát a více během epochy maximální sluneční aktivity. V tomto případě mohou radiační dávky narůst až na hodnoty nebezpečné pro život astronautů a dosahovat až 10 Sievertů a více. Zpravidla v těchto obdobích převažuje vstřikování částic, zejména při silných magnetických poruchách. Na Obr. 6 ukazuje profily intenzity elektronů různých energií v klidových podmínkách (obr. 6a) a 2 dny po magnetické bouři 4. září 1966 (obr. 6b) [48].

Jeden z letů na Měsíc podle zprávy NASA byl Apollo 14: Alan Shepard, Edgar Mitchell, Stuart Rusa 31. 1. 1971 - 2. 9. 1971 GMT / 216: 01: 58 Třetí přistání na Měsíci: 2. 5. 1971 9:18:11 - 2. 6. 1971 18:42 33 h 31 min / 9 h 23 min 42.9.

27. ledna, pár dní před startem Apolla, začala mírná magnetická bouře, která se 31. ledna změnila v malou bouři [49], která způsobila sluneční erupci směrem k Zemi dne 24. 1. 1971. Je zřejmé, že lze očekávat zvýšení úrovně radiace 10-100krát nebo 1-10 Sievert (100-1000 rad). V případě radiační dávky 10 Sievertů radiační efekt při průletu Van Alenovým pásem - 100% fatální.

Výsledky letu Apollo 14 To bylo:

Na Obr. 8 ukazuje změnu v profilech intenzity elektronů s energií 290-690 keV před a po magnetické bouři.

Rýže. 8 ukazuje, že po 5 dnech je hustota toků elektronů s energií 290-690 keV výrazně rozšířena a 40-60krát vyšší než před magnetickou bouří, po 15 dnech - 30-40krát vyšší, po 30 dnech - 5 -10krát více, po 60 dnech - 3-5krát více. Teprve po 3 měsících se elektronická součást ERP dostane do rovnovážného stavu. Významné prostorové a časové změny toků elektronů v celé oblasti pásů během jednoho roku jsou na Obr. 9.

Jak je vidět, výrazné odchylky elektronické složky ERB v intenzitě a v prostoru relativně klidného stavu radiačního pásu Země trvají čtvrt roku. Během magnetických bouří se toky částic výrazně rozšiřují do vnější oblasti a „kloužou“blíže k Zemi, čímž vyplňují dříve prázdné oblasti zachyceného záření.

Prudký nárůst toku elektronů vytváří skutečnou hrozbu pro satelity a piloty kosmických lodí na cestě Země-Měsíc, které se nacházejí v zóně výbuchů jejich toku. Bylo již zaznamenáno nemálo případů, kdy je výpadek jednotlivých satelitních systémů nebo dokonce ukončení jejich fungování spojeno s prudkým nárůstem toku relativistických elektronů. Silný proud elektronů s energií několika MeV, skrz a skrz plášť satelitu, elektrony s nižší energií generují obrovský tok sekundárního brzdného záření, sestávajícího z tvrdých rentgenových paprsků.

Dávky záření v cirkumlunárním prostoru a na povrchu Měsíce

Na oběžné dráze v blízkosti Země jsou astronauti chráněni zemskou magnetosférou. V cirkumlunárním prostoru nebo na měsíčním povrchu je celý proud slunečního větru pohlcen tělem kosmické lodi nebo lunárního modulu. Tok protonů lze zanedbat (samozřejmě kromě solárně-protonových událostí). Hustota toku elektronů ve slunečním větru se mění o dva až tři řády, někdy během jediného týdne.

Při srážce s kůží lodi nebo modulu se elektrony zastaví a dají vzniknout rentgenovému záření, které má obrovskou pronikavou schopnost (tloušťka stínění 7,5 g/cm2 hliníku sníží dávku záření jen na polovinu). Níže je uveden graf změn dávky záření, rad / den od roku 1996 do roku 2013, kterou astronaut obdrží s tloušťkou vnější ochrany 1,5 g / cm2:

Rýže. 10. Změny v dávce záření, rad / den od roku 1996 do roku 2013, kterou astronaut obdrží s vnější tloušťkou stínění 1,5 g / cm2 v cirkumlunárním prostoru. Nelineární škála vlevo představuje úrovně toku elektronů pro sluneční vítr podle dat satelitu ACE, nelineární škála vpravo je dávka záření v jednotkách rad za den. Vodorovné čáry označují úrovně pro srovnání: žlutá je dávka na jednom rentgenovém snímku hrudníku, oranžová je dávka na tomografii obratlů.

Z Obr. 10, že dávky záření v cirkumlunárním prostoru a na měsíčním povrchu jsou nepravidelné. V roce minimální sluneční aktivity jsou dávky záření 0,0001 rad. V roce maximální sluneční aktivity se pohybují od 0,003 do 1 rad/den (poznámka - pro elektrony rem = rad; nepravidelnost toků elektronů ve slunečním větru během let maximální sluneční aktivity je spojena se slunečními erupcemi, ke kterým dochází denně).

Po dobu jednoho měsíce v lunárním prostoru dostávají astronauti za hodnotu odpovídající 1. až 31. říjnu 2001 dávky 0,5 rad, průměrně 0,016 rad/den; pro hodnotu odpovídající 1. až 30. listopadu 2001 jsou přijímány dávky 3, 4 rad, průměrně 0, 11 rad / den; průměr za dva měsíce je - 3, 9 rad za 60 dní nebo 0, 065 rad / den. To znamená, že dávky záření, které astronauti 9 misí obdrží pouze během pobytu v lunárním prostoru, jsou vyšší než dávky deklarované NASA a měly by mít výrazné odchylky.

To je v rozporu s údaji z misí Apollo. Při vyšší hustotě toku elektronů a také při dlouhodobém pobytu mimo zemskou magnetosféru (100 dní) se dávky mohou blížit hodnotám nemoci z ozáření - 1,0 Sv. Navíc - Archiv dávek záření z 1. ledna 2010. Tyto dávky záření se samozřejmě sčítají s jinými dávkami, např. při průchodu radiačním pásem Země, ve výsledku máme hodnoty, které astronaut obdrží, když let na Měsíc a návrat na Zemi.

Diskuse

Od misí Apollo uplynulo 40 let. Až dosud nikdo neposkytuje přesnou předpověď geomagnetického rušení. Hovoří o pravděpodobnosti geomagnetických poruch (magnetická bouře, magnetická bouře) na jeden den, na několik dní. Přesnost předpovědi na týden je pod 5 %. Nepředvídatelnější charakter mají elektrony slunečního větru. To znamená, že s pravděpodobností alespoň 20-30% spadnou astronauti misí Apollo do nepředvídatelně silného proudu elektronů z radiačního pásu Země a slunečního větru. Průlet Apolla přes vnější RPZ a sluneční vítr v éře aktivního slunce lze přirovnat k husarskému metru, kdy se jeden náboj nabije do prázdného bubnu 4ranného revolveru! Bylo provedeno 9 pokusů. Pravděpodobnost, že nedostanete akutní nemoc z ozáření

Pokus	Pravděpodobnost přežití
1	3 / 4 = 0, 750
2	(3 / 4)2 = 0, 562
3	(3 / 4)3 = 0, 422
4	(3 / 4)4 = 0, 316
5	(3 / 4)5 = 0, 237
6	(3 / 4)6 = 0, 178
7	(3 / 4)7 = 0, 133
8	(3 / 4)8 = 0, 100
9	(3 / 4)9 = 0, 075

To odpovídá téměř 100 % nemocí z ozáření.

Abychom to shrnuli, řekněme: dvojitý průchod radiačního pásu Země podle schématu NASA vede při magnetických bouřích ke smrtelným dávkám záření 5 Sievertů nebo více. I kdyby Apollo doprovázelo štěstí:

1. radiační dávky při průchodu protonové složky ERP by byly 100krát nižší,
2. průchod elektronické součásti ERP by byl s minimálním geomagnetickým rušením a nízkou magnetickou aktivitou,
3. nízká hustota elektronů ve slunečním větru,

pak bude celková dávka záření minimálně 20-30 rem. Dávky záření nejsou pro lidský život nebezpečné. Nicméně, v tomto případě, radiační účinek o dva řády vyšší než hodnoty uvedené v oficiální zprávě NASA! V tabulce 3 jsou uvedeny celkové a denní dávky záření z letů do vesmíru s lidskou posádkou a údaje z orbitálních stanic.

Tabulka 3. Celkové a denní radiační dávky z pilotovaných letů na kosmických lodích a na orbitálních stanicích

mise	start a přistání	doba trvání	orbitální prvky	součet. dávka záření, rád [zdroj]	průměr za den, rad / den
Apollo 7	11.10.1968 / 22.10.1968	10 d 20 h 09m 03 s	orbitální let, výška oběžné dráhy 231-297 km	0, 16 [51]	0, 015
Apollo 8	21.12.1968 / 27.12.1968	6 d 03 h 00 m	let na Měsíc a návrat na Zemi podle NASA	0, 16 [51]	0, 026
Apollo 9	03.03.1969 / 13.03.1969	10 d 01 h 00 m 54 s	orbitální let, výška oběžné dráhy 189-192 km, třetí den - 229-239 km	0, 20 [51]	0, 020
Apollo 10	18.05.1969 / 26.05.1969	8 d 00 h 03 m 23 s	let na Měsíc a návrat na Zemi podle NASA	0, 48 [51]	0, 060
Apollo 11	16.07.1969 / 24.07.1969	8 d 03 h 18 m 00 s	let na Měsíc a návrat na Zemi podle NASA	0, 18 [51]	0, 022
Apollo 12	14.11.1969 / 24.11.1969	10 d 04 h 25 m 24 s	let na Měsíc a návrat na Zemi podle NASA	0, 58 [51]	0, 057
Apollo 13	11.04.1970 / 17.04.1970	5 d 22 h 54 m 41 s	let na Měsíc a návrat na Zemi podle NASA	0, 24 [51]	0, 041
Apollo 14	01.02.1971 / 10.02.1971	9 d 00 h 05 m 04 s	let na Měsíc a návrat na Zemi podle NASA	1, 14 [51]	0, 127
Apollo 15	26.07.1971 / 07.08.1971	12 d 07 h 11 m 53 s	let na Měsíc a návrat na Zemi podle NASA	0, 30 [51]	0, 024
Apollo 16	16.04.1972 / 27.04.1972	11 d 01 h 51 m 05 s	let na Měsíc a návrat na Zemi podle NASA	0, 51 [51]	0, 046
Apollo 17	07.12.1972 / 19.12.1972	12 d 13 h 51 m 59 s	let na Měsíc a návrat na Zemi podle NASA	0, 55 [51]	0, 044
Skylab 2	25.05.1973 / 22.06.1973	28 d 00 h 49 m 49 s	orbitální let, výška oběžné dráhy 428-438 km	2, 90-3, 66 [52]	0, 103-0, 131
Skylab 3	28.07.1973 / 25.09.1973	59 d 11 h 09 m 01 s	orbitální let, výška oběžné dráhy 423-441 km	5, 87-6, 74 [50]	0, 099-0, 113
Skylab 4	16.11.1973 / 08.02.1974	84 d 01 h 15 m 30 s	orbitální let, výška oběžné dráhy 422-437 km	10, 88-12, 83 [50]	0, 129-0, 153
Mise raketoplánu 41-C	06.04.1984 / 13.04.1984	6 d 23 h 40 m 07 s	orbitální let, perigeum: 222 km apogeum: 468 km	0, 559	0, 079
OS "Mir"	1986-2001	15 let	orbitální let, výška oběžné dráhy 385-393 km	- – -	0, 020-0, 060 [7]
OS "MKS"	2001-2004	4 roky	orbitální let, výška oběžné dráhy 337-351 km	- – -	0, 010-0, 020 [7]

Lze poznamenat, že dávky záření Apolla 0, 022-0, 127 rad / den, které astronauti během letu na Měsíc obdrží, se neliší od dávek záření 0, 010-0, 153 rad / den během orbitální lety. Vliv radiačního pásu Země je nulový. I když současný výpočet ukazuje, že radiační dávky z misí na Měsíc budou 100-1000krát nebo vícekrát vyšší.

Lze také poznamenat, že nejnižší radiační účinek 0,010-0,020 rad/den je pozorován u orbitální stanice ISS, která má účinnou ochranu 15 g/cm2 a nachází se na nízké referenční oběžné dráze Země. Nejvyšší radiační dávky 0, 099-0, 153 rad/den byly zaznamenány u OS Skylab, který má ochranu 7,5 g/cm2 a letěl na vysoké referenční dráze.

Závěr

Apollo neletělo na Měsíc kroužily po nízké referenční dráze, chráněné zemskou magnetosférou, simulovaly let na Měsíc a dostávaly dávky záření z konvenčního orbitálního letu. Obecně platí, že historie „pobytu člověka na Měsíci“je stará několik desítek let! Let Američanů na Měsíc lze přirovnat k šachové hře. Na jedné straně stála NASA, velmocenská prestiž národa, politici a „advokáti“NASA, na straně druhé Ralph Rene, Yu. I. Mukhin, A. I. Popov a mnoho dalších nadšených odpůrců. Protivníci uspořádali spoustu šachových kontrol, jednu z posledních - "Muž na Měsíci. Slunce na snímcích Apolla je 20krát větší!" Tento článek je jménem všech odpůrců prohlášen za mat NASA. Navzdory nebezpečí RPG a politiky samozřejmě lidstvo nezůstane na Zemi navždy…

Hlavním způsobem, jak obejít Van Alenovy radiační pásy, je změna dráhy letu na Měsíc a elektromagnetická ochrana před elektrony.