Были ли американцы на Луне ?
ЭЛЕКТРОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ РАДИАЦИОННОГО ПОЯСА ЗЕМЛИ
Внешний
пояс радиации открыт советскими учеными, расположен на высотах от 9000
до 45000 км. Он намного шире внутреннего (распространяется на 50° к
северу и на 50° к югу от экватора). Электронная компонента радиационных
поясов испытывает значительные пространственные и временные вариации в
зависимости от трех параметров: местного времени, уровня геомагнитного
возмущения и фазы цикла солнечной активности. Максимальная поглощённая
доза, создаваемая внешним поясом за один час, может составить громадную
величину — до 100 Грей.
Проблема защиты от радиации внешнего пояса менее сложная, чем проблема
защиты от радиации внутреннего пояса. Внешний пояс состоит в основном из
электронов невысокой энергии, от которых защищают обычные материалы
обшивки космического корабля.
Однако, при такой защите создается
жесткое и мягкое рентгеновское излучение (эффект "рентгеновской
трубки"). Рентгеновское излучение является ионизирующим и глубоко
проникающим при прочих равных условиях для других видов излучения. Полёт
через радиационный пояс на пути к Луне и обратно длится около 7 часов.
Аполлон 13 по легенде НАСА вовсе "возвращался" в лунном модуле с
толщиной защиты в пять раз меньше, чем для командного модуля. В течении
этого времени излучение воздействует на ткани живых организмов, может
быть причиной лучевой болезни, лучевых ожогов и злокачественных
опухолей, наконец, является мутагенным фактором.
Воспользуемся следующими данными и оценим дозы радиации.
Ниже
представлены усредненные по времени и по всем значениям долготы профили
интегральной интенсивности электронов различных энергий для (а) -
минимума солнечной активности, (б) - для эпохи максимума .
Рис. 4. Усредненные во времени и
по всем значениям долготы профили
интенсивности электронов различных энергий на геомагнитном экваторе.
Цифры у кривых соответствуют энергии электронов в МэВ. (а) и (б) - для
эпох минимума и максимума солнечной активности.
Рисунок показывает, что в эпоху максимума солнечной активности доза
радиации, создаваемая внешним поясом, возрастает в 4-7 раза. Напомним,
что 1969 - 1972 был год пика 11-летней солнечной активности.
Как
и для протонов, для электронной составляющей РПЗ существует
универсальный высотный ход, n=0,46. Высотный ход для электронов
менее критичен, чем для протонов. Например, для электронов на широтах
λ~30° (В/Вэ=3) и λ~44° (В/Вэ=10) значение доз радиации электронной
составляющей уменьшится, соответственно, в 1,7 и 3,1 раз. Это значит,
что по схеме НАСА полёта к Луне и возвращения на Землю Аполлоны никак не
могут миновать электронную составляющую РПЗ.
Результаты расчета дозы радиации и используемые характеристики электронной составляющей РПЗ приведены в таблице 2.
Табл. 2.
Характеристика электронной составляющей РПЗ,
эффективный пробег электронов в Al,
время пролета РПЗ Аполлонами к Луне и при возвращении на Землю, отношение удельных
радиационных и ионизационных потерь энергии,
коэффициенты поглощения рентгеновских лучей для Al и воды,
эквивалентная и поглощенная доза радиации*.
интегральный подсчет увеличит итоговые дозы радиации на 50-75%.
Результаты
показывают, что обычная защита КА в тысяч раз снижает радиационное
воздействие электронной компоненты радиационных поясов. Полученные
значения дозы радиации не опасны для жизни космонавтов. Основной вклад
в дозы радиации вносят электроны с энергией 0.3-3 МэВ, которые
генерируют жесткое рентгеновское излучение.
Отметим
обстоятельство, что радиационный эффект на 1-2 порядка выше, чем даёт
официальный доклад НАСА для миссий Аполлонов. Так для Аполлон 13
значение поглощенной дозы составляет 0,24 рад. Расчёт даёт значение
~34,5 рад, это в 144 раз больше. При этом радиационный эффект
увеличивается почти в два раза при уменьшении эффективной защиты с 7,5
до 1,5 г/см2, тогда как доклад НАСА указывает на обратное. Для Аполлон 8 и Аполлон 11
официальные дозы радиации составляют, соответственно, 0,16 и 0,18 рад.
Расчет дает 19,4 рад. Это в 121 и 108 раз меньше, соответственно. И
только для Аполлон 14 официальные дозы радиации составляют 1,14 рад, что в 17 меньше расчетного.
Для
электронной составляющей РПЗ существует сезонные вариации. На рис. 5
представлены потоки релятивистских электронов за один пролет пояса по
данным ИСЗ ГЛОНАСС и геомагнитные индексы Кр и Dst за 1994-1996 гг.
Жирные линии представляют результаты сглаживания измерений.
Представленные данные демонстрируют хорошо заметные сезонные вариации:
потоки электронов весной и осенью в 5-6 раз больше минимальных – зимой и
летом.