Seberapa berbahaya radiasi kosmik bagi manusia?

2024 Pengarang: Seth Attwood | [email protected]. Terakhir diubah: 2023-12-16 16:08

Bumi adalah tempat lahir yang unik dari semua makhluk hidup. Dilindungi oleh atmosfer dan medan magnetnya, kita tidak dapat memikirkan ancaman radiasi, kecuali yang kita buat dengan tangan kita sendiri. Namun, semua proyek eksplorasi ruang angkasa - dekat dan jauh - selalu menghadapi masalah keamanan radiasi. Ruang adalah musuh bagi kehidupan. Kami tidak diharapkan di sana.

Orbit Stasiun Luar Angkasa Internasional telah diangkat beberapa kali, dan sekarang tingginya lebih dari 400 km. Ini dilakukan untuk memindahkan laboratorium terbang menjauh dari lapisan atmosfer yang padat, di mana molekul gas masih sangat memperlambat penerbangan dan stasiun kehilangan ketinggian. Agar tidak terlalu sering mengoreksi orbit, akan lebih baik untuk menaikkan stasiun lebih tinggi lagi, tetapi ini tidak dapat dilakukan. Sabuk radiasi (proton) yang lebih rendah dimulai sekitar 500 km dari Bumi. Penerbangan panjang di dalam salah satu sabuk radiasi (dan ada dua di antaranya) akan menjadi bencana bagi kru.

Kosmonot-likuidator

Namun demikian, tidak dapat dikatakan bahwa tidak ada masalah keamanan radiasi di ketinggian tempat ISS terbang saat ini. Pertama, di Atlantik Selatan ada yang disebut anomali magnetik Brasil, atau Atlantik Selatan. Di sini, medan magnet bumi tampaknya melorot, dan dengan itu, sabuk radiasi yang lebih rendah ternyata lebih dekat ke permukaan. Dan ISS masih menyentuhnya, terbang di area ini.

Kedua, manusia di luar angkasa terancam oleh radiasi galaksi - aliran partikel bermuatan yang mengalir deras dari segala arah dan dengan kecepatan luar biasa, yang dihasilkan oleh ledakan supernova atau oleh aktivitas pulsar, quasar, dan benda-benda bintang anomali lainnya. Sebagian partikel tersebut tertahan oleh medan magnet bumi (yang merupakan salah satu faktor terbentuknya sabuk radiasi), sedangkan sebagian lainnya kehilangan energi dalam tumbukan dengan molekul gas di atmosfer.

Sesuatu mencapai permukaan Bumi, sehingga latar belakang radioaktif kecil hadir di planet kita secara mutlak di mana-mana. Rata-rata, seseorang yang hidup di Bumi yang tidak berurusan dengan sumber radiasi menerima dosis 1 milisievert (mSv) setiap tahun. Seorang astronot di ISS menghasilkan 0,5-0,7 mSv. Sehari-hari!

Sabuk radiasi

Sabuk radiasi bumi adalah daerah magnetosfer di mana partikel bermuatan energi tinggi terakumulasi. Sabuk dalam sebagian besar terdiri dari proton, sabuk luar terdiri dari elektron. Pada 2012, sabuk lain ditemukan oleh satelit NASA, yang terletak di antara dua sabuk yang diketahui.

“Perbandingan yang menarik dapat dibuat,” kata Vyacheslav Shurshakov, kepala departemen keamanan radiasi kosmonot di Institut Masalah Biomedis dari Akademi Ilmu Pengetahuan Rusia, Kandidat Ilmu Fisika dan Matematika. - Dosis tahunan yang diizinkan untuk karyawan pembangkit listrik tenaga nuklir dianggap 20 mSv - 20 kali lebih banyak daripada yang diterima orang biasa. Untuk spesialis tanggap darurat, orang-orang yang terlatih khusus ini, dosis tahunan maksimum adalah 200 mSv. Ini sudah 200 kali lebih banyak dari dosis biasa dan … praktis jumlah yang sama dengan yang didapat astronot yang telah bekerja di ISS selama setahun."

Saat ini, obat-obatan telah menetapkan batas dosis maksimum, yang tidak dapat dilampaui selama hidup seseorang untuk menghindari masalah kesehatan yang serius. Ini adalah 1000 mSv, atau 1 Sv. Dengan demikian, bahkan seorang karyawan PLTN dengan standarnya dapat bekerja dengan tenang selama lima puluh tahun tanpa mengkhawatirkan apa pun.

Astronot, di sisi lain, akan menghabiskan batasnya hanya dalam lima tahun. Tetapi, bahkan setelah terbang selama empat tahun dan mendapatkan 800 mSv legalnya, dia hampir tidak akan diizinkan untuk penerbangan baru dengan durasi satu tahun, karena akan ada ancaman melebihi batas.

“Faktor lain dari bahaya radiasi di luar angkasa, - jelas Vyacheslav Shurshakov, - adalah aktivitas Matahari, terutama yang disebut emisi proton. Pada saat ejeksi, dalam waktu singkat, astronot di ISS dapat menerima tambahan 30 mSv. Adalah baik bahwa peristiwa proton matahari jarang terjadi - 1-2 kali dalam siklus aktivitas matahari 11 tahun. Sangat buruk bahwa proses ini terjadi secara stokastik, dalam urutan acak, dan sulit diprediksi.

Saya tidak ingat bahwa kita akan telah diperingatkan sebelumnya oleh ilmu pengetahuan kita tentang rilis yang akan datang. Hal ini biasanya tidak terjadi. Dosimeter di ISS tiba-tiba menunjukkan peningkatan di latar belakang, kami memanggil spesialis di Matahari dan menerima konfirmasi: ya, ada aktivitas anomali bintang kami. Karena peristiwa proton matahari yang begitu tiba-tiba, kita tidak pernah tahu persis berapa dosis yang akan dibawa astronot dari penerbangannya."

Partikel gila

Masalah radiasi bagi kru yang pergi ke Mars akan dimulai sedini mungkin di Bumi. Sebuah kapal dengan berat 100 ton atau lebih harus dipercepat untuk waktu yang lama di orbit rendah bumi, dan sebagian dari lintasan ini akan melewati sabuk radiasi. Ini bukan lagi jam, tapi hari dan minggu. Lebih jauh - melampaui magnetosfer dan radiasi galaksi dalam bentuk aslinya, banyak partikel bermuatan berat, yang dampaknya di bawah "payung" medan magnet bumi terasa sedikit.

“Masalahnya adalah,” kata Vyacheslav Shurshakov, “bahwa efek partikel pada organ penting tubuh manusia (misalnya, sistem saraf) belum banyak dipelajari saat ini. Mungkin radiasi akan menyebabkan astronot kehilangan ingatan, menyebabkan reaksi perilaku abnormal dan agresi. Dan kemungkinan besar efek ini tidak akan berhubungan dengan dosis. Hingga terkumpul cukup banyak data tentang keberadaan organisme hidup di luar medan magnet bumi, sangat berisiko untuk melakukan ekspedisi ruang angkasa yang panjang.”

Ketika pakar keselamatan radiasi menyarankan agar perancang pesawat ruang angkasa meningkatkan biosekuriti, mereka menjawab pertanyaan yang tampaknya cukup rasional: “Apa masalahnya? Apakah ada kosmonot yang mati karena penyakit radiasi? Sayangnya, dosis radiasi yang diterima di pesawat bahkan bukan kapal luar angkasa masa depan, tetapi ISS biasa, meskipun sesuai dengan standar, sama sekali tidak berbahaya.

Untuk beberapa alasan, kosmonot Soviet tidak pernah mengeluh tentang penglihatan mereka - tampaknya, mereka takut akan karier mereka, tetapi data Amerika dengan jelas menunjukkan bahwa radiasi kosmik meningkatkan risiko katarak dan kekeruhan lensa. Tes darah astronot menunjukkan peningkatan penyimpangan kromosom dalam limfosit setelah setiap penerbangan luar angkasa, yang dianggap sebagai penanda tumor dalam kedokteran. Secara umum, disimpulkan bahwa menerima dosis yang diperbolehkan 1 Sv selama seumur hidup memperpendek hidup rata-rata tiga tahun.

Risiko bulan

Salah satu argumen "kuat" dari pendukung "konspirasi bulan" adalah pernyataan bahwa melintasi sabuk radiasi dan berada di bulan, di mana tidak ada medan magnet, akan menyebabkan kematian astronot yang tak terhindarkan dari penyakit radiasi. Astronot Amerika benar-benar harus melintasi sabuk radiasi Bumi - proton dan elektronik. Tetapi ini terjadi hanya beberapa jam, dan dosis yang diterima oleh kru Apollo selama misi ternyata signifikan, tetapi sebanding dengan yang diterima oleh orang-orang lama di ISS. “Tentu saja, orang Amerika beruntung,” kata Vyacheslav Shurshakov, “bagaimanapun, tidak ada satu pun peristiwa proton matahari yang terjadi selama penerbangan mereka. Jika ini terjadi, astronot akan menerima dosis subletal - bukan 30 mSv, tetapi 3 Sv.

Basahi handuk Anda

“Kami, spesialis di bidang keselamatan radiasi,” kata Vyacheslav Shurshakov, “mendesak agar perlindungan kru diperkuat. Misalnya, di ISS, yang paling rentan adalah kabin kosmonot, tempat mereka beristirahat. Tidak ada massa tambahan di sana, dan hanya dinding logam setebal beberapa milimeter yang memisahkan seseorang dari luar angkasa. Jika kita mengurangi penghalang ini menjadi setara air yang diterima di radiologi, itu hanya 1 cm air.

Sebagai perbandingan: atmosfer bumi, tempat kita bersembunyi dari radiasi, setara dengan 10 m air. Kami baru-baru ini mengusulkan untuk melindungi kabin astronot dengan lapisan tambahan handuk dan serbet yang direndam air, yang akan sangat mengurangi efek radiasi. Obat-obatan sedang dikembangkan untuk melindungi dari radiasi, meskipun belum digunakan di ISS.

Mungkin, di masa depan, dengan menggunakan metode kedokteran dan rekayasa genetika, kita akan dapat memperbaiki tubuh manusia sehingga organ-organ kritisnya lebih tahan terhadap faktor radiasi. Tetapi bagaimanapun juga, tanpa perhatian sains yang cermat terhadap masalah ini, orang dapat melupakan penerbangan luar angkasa jarak jauh."