Защита астронавтов от радиации при полетах на Луну и Марс

В книге Александра Матанцева обсуждаются критически важные вопросы, связанные с безопасностью космических полетов, особенно в контексте защиты космических аппаратов и их обитателей от космической радиации. Автор представляет ряд новых идей и стратегий, направленных на снижение рисков радиационного облучения астронавтов. Одним из главных предложений является использование радиационных убежищ (РУ), которые могут включать в себя сложные слоистые конструкции и специализированные стекла. Эти инновационные методы защиты могут существенно уменьшить потенциальные угрозы радиационного облучения во время межпланетных полетов. Автор детализирует, что величина радиационного облучения на Марсе напрямую зависит от времени перелета, подчеркивая, что толщина защитных материалов критически важна для обеспечения безопасности. Он находит, что минимальная толщина защиты должна составлять 20 г/см² для одностороннего полета к Марсу, а 50 г/см² — для безопасного возвращения. Учитывая результаты дальнейших исследований, автор указывает, что это значение может быть сокращено до 25 г/см², что значительно облегчает конструкцию аппаратов и уменьшает их массу. Также в книге рассматриваются радиационные пояса Земли, включая пояса Ван Аллена, и постоянное воздействие галактических космических лучей, которые представляют собой основной источник радиационных рисков для космических аппаратов. Матанцев утверждает, что любые нововведения в области защиты от вредного радиационного воздействия должны быть тщательно обоснованы, так как даже незначительное уменьшение радиационного воздействия может значительно повысить безопасность полетов. Далее, автор анализирует конкретные траектории полета космического аппарата «Аполлон» через зоны радиационного пояса Ван Аллена, используя трассу Кондратюка. Расчеты показывают, что время пересечения внутреннего пояса составило 803 секунды, а внешнего — 3571 секунду, при этом длина пути в каждом из поясов составляет 9000 км и 40000 км соответственно. Эта информация подтверждает существующие данные о характеристиках радиационных поясов, что является важным для формирования стратегий безопасности. Матанцев также акцентирует внимание на углах входа космического аппарата в радиационный пояс. При изменении угла атаки от 0 до 30 градусов наблюдается значительное снижение времени пролета и, соответственно, снижение радиационной нагрузки на аппарат и космонавтов. При угле в 10 градусов время пролета сокращается на 94%, тогда как угол в 30 градусов позволяет сократить нагрузку до 62,7%. Однако необходимо учитывать, что увеличение угла влета может потребовать больше топлива, поскольку увеличивается общая длина пути. Важной частью книги является также обсуждение допустимых норм облучения для космонавтов, находящихся в опасных радиационных зонах. Статистические данные, представленные автором, показывают, что безопасные дозы облучения варьируются, с предельной допустимой дозой в 20 мЗв в год. Летальные дозы радиации, например, 350 рентген, могут привести к смерти 50% облученных в течение месяца, а доза свыше 700 рентген — к 100% летальности. Эти данные подчеркивают необходимость внедрения высококачественной радиационной защиты для астронавтов, отправляющихся в рискованные миссии, такие как полеты к Луне или Марсу. Наконец, Матанцев вычисляет длину магнитосферы Земли, составляющую примерно 134,6 тыс. км, которая является критически важной для защиты от космической радиации. Исследование указывает на области между Землей и Луной, где магнитное поле недостаточно эффективно защищает от ионизирующего излучения, подчеркивая необходимость разработки надежных методов защиты для астронавтов. В conclusión, Матанцев в своей книге закрывает важные пробелы в знаниях о радиационной безопасности космических полетов, акцентируя внимание на необходимости инновационных решений для защиты человечества в условиях межпланетных путешествий.