Svemirske agencije najavljuju mogućnost letova s ljudskom posadom na Mjesec i Mars u ne tako dalekoj budućnosti, a mediji utjeruju strah u svijest sugrađana člancima o kozmičkim zrakama, magnetskim olujama i solarnom vjetru. Pokušajmo razumjeti koncepte nuklearne fizike i procijeniti opasnosti.
Enciklopedijske informacije
Pod konceptom kozmičkog zračenja spada svako elektromagnetno zračenje koje je izvanzemaljskog porijekla. To su tokovi nabijenih i nenabijenih čestica različitih energija koje se kreću u svemiru i dopiru do magnetske ljuske našeg planeta, a ponekad i do površine Zemlje. Ljudska osjetila ih ne opažaju. Zvijezde i galaksije služe kao izvori kozmičkog zračenja.
Povijest otkrića
Primat otkrića postojanja kozmičkih zraka (tako se naziva i zračenje) pripada austrijskom fizičaru W. Hessu (1883-1964). Godine 1913. istraživao je električnu vodljivost zraka. U suradnji s američkomfizičar Carl David Andersenon (1905-1991), dokazao je da električna vodljivost zraka nastaje kao posljedica izlaganja atmosferi kozmičkog ionizirajućeg zračenja. Za svoja istraživanja oba su znanstvenika 1936. godine dobila Nobelovu nagradu. Daljnja istraživanja na području svojstava materije i slabih interakcija omogućila su već 50-ih godina prošlog stoljeća otkrivanje spektra ovih zračenja i porijekla pozitrona, piona, miona, hiperona i mezona..
Galaktičke kozmičke zrake
Energija kozmičkog toka u nuklearnoj fizici mjeri se u elektron-voltima i jednaka je 0,00001-100 kvintiliona. Struja čestica primarnog (galaktičkog) kozmičkog zračenja sastoji se od jezgri helija i vodika. Tok zračenja oslabljen je magnetosferom našeg Sunčevog sustava, magnetskim poljima Sunca i planeta. Zemljina atmosfera i njeno magnetsko polje štite život na našem planetu. Jednom u atmosferi, čestice doživljavaju kaskadne nuklearne transformacije, koje se nazivaju sekundarnim zračenjem. Svemirska tijela i zračenje eksplozija supernove unutar galaksije Mliječne staze služe kao izvor ovog protoka alfa, beta i gama čestica koje do našeg planeta dopiru u obliku takozvanog zračnog pljuska. U Zemljinom magnetskom polju, alfa i beta čestice se odbijaju prema polovima, za razliku od neutralnih gama čestica.
Sunčevo kozmičko zračenje
Slično po prirodi galaktičkoj, javlja se u kromosferi Sunca i popraćeno je eksplozijomtvar plazme, nakon čega slijede istaknuta izbacivanja i magnetske oluje. Tijekom normalne sunčeve aktivnosti, gustoća i energija ovog toka su male, a uravnoteženi su galaktičkim kozmičkim zračenjem. Tijekom baklji, gustoća toka uvelike raste i premašuje zračenje koje dolazi iz Galaksije.
Nema opasnosti za stanovnike planeta
I stvarno je tako. Od otkrića kozmičkog zračenja znanstvenici ga nisu prestali proučavati. Nedavne studije potvrđuju da štetne učinke ovih strujanja apsorbiraju atmosfera planeta i ozonski omotač. Može uzrokovati štetu astronautima i objektima koji se nalaze na visini većoj od 10 kilometara. Prilično je lako vizualizirati proces kaskadnog uništavanja ove opasne struje čestica u atmosferi. Zamislite da ste ispustili Lego toranj s ogromnog stubišta. Na svakom koraku s njega će odletjeti mnogo komada. Ovako se nabijene čestice kozmičkog zračenja sudaraju s njegovim atomima u atmosferi i gube svoj razorni potencijal.
Ali što je s astronautima?
Čovjek je prisutan u svemiru unutar Zemljinog magnetskog polja. Čak je i Međunarodna svemirska postaja, iako se nalazi izvan atmosfere, pod utjecajem magnetskog polja planeta. Iznimke su letovi astronauta na Mjesec. Osim toga, bitno je i trajanje izlaganja. Najduži let u svemiru trajao je nešto više od godinu dana. Studije zdravlja astronauta provedene u svemiruNASA je pokazala da što je veća doza svemirskog zračenja primljena, veća je vjerojatnost da će razviti kataraktu. Još nema dovoljno podataka, iako se kozmičko zračenje smatra glavnom opasnošću u međuplanetarnim putovanjima.
Tko će letjeti na Mars?
Američka federalna uprava za zrakoplovstvo tvrdi da će astronauti nakon 32-mjesečnog leta do crvenog planeta dobiti takvu dozu kozmičkog zračenja koja će dovesti do smrtonosnog oblika raka kod 10% muškaraca i 17% žene. Osim toga, značajno se povećava rizik od razvoja katarakte, vjerojatnosti neplodnosti i genetskih abnormalnosti u potomstva. Ovome dodajte i poremećaje u procesima neurogeneze u hipokampusu – mjestu gdje se neuroni rađaju, i smanjenje dugotrajne memorije. Kako bi smanjili ovaj utjecaj, dizajneri još uvijek trebaju izumiti zaštitni oklop za letjelice veće brzine i nove učinkovite neuroprotektore za astronaute.
Čestice iz svemirskih gadgeta razbijaju
Profesor sa Sveučilišta Wadrebilt (SAD) Bharat Bhuva otkrio je da elektronički uređaji mogu otkazati pod utjecajem kozmičkog zračenja. Prema njegovom istraživanju, subatomske čestice zračenja mogu stvarati smetnje u integriranim krugovima visokopreciznih elektroničkih uređaja, što dovodi do promjene podataka u njihovoj memoriji. Kao dokaz se navode sljedeće činjenice:
- U gradu Schaerbeek (Belgija) 2013., jedan od kandidata zaSabor je osvojio znatno veći broj glasova od mogućeg. Upravo je tako uočen kvar u registru uređaja koji je brojao glasove. Nakon istrage zaključeno je da su uzrok kvara kozmičke zrake.
- U 2008., zrakoplov, koji je bio na ruti od australskog Pertha do Singapura, naglo se popeo za 210 metara. Jedna trećina svih putnika i posade je ozlijeđena. Razlog je kvar autopilota. Osim toga, računala zrakoplovne tvrtke također su generirala nekoliko pogrešaka. Istraga je isključila sve moguće uzroke takvih poremećaja u sustavima, osim kozmičkog zračenja.
Sumiranje
Sada administratori sustava i programeri imaju objašnjenje za kvarove i kvarove u računalnoj tehnologiji. Za sve je krivo kozmičko zračenje! I ako bez šale – prisjetimo se da su život na planeti Zemlji općenito, a posebno naše tijelo vrlo krhki biološki sustavi. Milijarde godina biološke evolucije testirale su sve oblike organskog života u uvjetima našeg planeta. Možemo se zaštititi od mnogo toga, ali uvijek postoje prijetnje kojih se trebamo bojati. A kako biste se pravilno zaštitili, morate znati o prijetnjama. Svjestan znači naoružan. Ali astronauti će i dalje letjeti na Mars, možda ne do 2030., ali letjet će sigurno! Uostalom, mi ljudi uvijek ćemo ciljati na zvijezde!
