Dødelig stråling bak magnetosfæren tilbakeviser myter om flyreiser til månen

2024 Forfatter: Seth Attwood | [email protected]. Sist endret: 2023-12-16 16:13

For å bestemme strålingsdoser når du flyr til månen vi vurderte solvind og flukser av protoner og elektroner; solutbrudd, som under maksimal aktivitet, sammen med røntgenstråling fra solen, øker strålingsfaren for astronauter kraftig; galaktiske kosmiske stråler (GCR) som den mest energirike komponenten i den korpuskulære strømmen i det interplanetære rommet (150-300 mrem per dag); også rørt Jordens strålingsbelte (ERB) … Det ble indikert at RPZ er en av de farligste faktorene på jord-månen kommunikasjonsruten for kosmonauter.

La oss bestemme strålingsdosen under passering av strålingsbeltene, samt ta hensyn til strålingsfaren til solvinden. La oss bruke den allment aksepterte modellen av jordens strålingsbelte AP-8 min (1995).

Protonkomponenten i jordens strålingsbelte

I fig. 1 viser fordelingen av protoner med forskjellige energier i planet til den geomagnetiske ekvator. Abscissen er parameteren L i jordens radier, ordinaten er protonflukstettheten i cm-2 s-1. Denne figuren viser de tidsgjennomsnittlige verdiene av protonflukstettheten i henhold til data fra sovjetiske og utenlandske forfattere, med henvisning til perioden I96I-I975 [48].

I fig. 2 viser resultatene av nyere studier av sammensetningen og dynamikken til protonkomponenten i jordens strålingsbelte, utført på kunstige jordsatellitter og orbitalstasjoner [50].

Ris. 2. Fordeling av integrerte flukser av protoner i planet til den geomagnetiske ekvator. L er avstanden fra jordens sentrum, uttrykt i jordens radier. (Tallene på kurvene tilsvarer den nedre grensen for protonenergien i MeV).

La oss bruke formelen for å beregne den ekvivalente dosen av stråling per tidsenhet som en person mottar i rommet for huden og indre organer, avhengig av tykkelsen på den ytre beskyttelsen og ioniserende stråling. Tabell 1 viser de ekvivalente stråledosene som en astronaut mottar når den passerer to ganger det interne protonet RPZ mens han befinner seg i Apollo-kommandomodulen (7,5 g / cm2).

Tab. 1. Ekvivalente strålingsdoser mottatt av astronautens hud og indre organer, tatt i betraktning beskyttelsen av Apollo-kommandomodulen under passering av det indre protonet RPZ

* En mer nøyaktig beregning av stråledosen er forbundet med å ta hensyn til Bragg-toppen; vil øke verdien av stråledosen med 1,5-2 ganger.

Under magnetiske stormer observeres betydelige variasjoner i høyenergiprotoner. Utseendet til et kraftig nytt belte med protoner ved L ~ 2,5 ble registrert av CRRES-satellitten 24. mars 1991.

I øyeblikket med en gigantisk plutselig impuls fra det geomagnetiske feltet ved L ~ 2,8 ble det dannet et nytt protonbelte, tilsvarende det stabile indre beltet, som har et maksimum ved L ~ 1,5. I fig. 4. Radiale profiler av strålingsbelter for protoner med Ep = 20-80 MeV og elektroner med Ee> 15 MeV er vist, plottet i henhold til dataene for målinger på CRRES-satellitten før hendelsen 24. mars 1991 (dag 80), tre dager etter dannelsen av et nytt belte (dag 86) og etter ~ 6 måneder (dag 257). Det kan sees at protonfluksene mer enn doblet seg, og fluksene av elektroner med Ee> 15 MeV overskred stillenivået med nesten tre størrelsesordener. Deretter ble de registrert til midten av 1993.

Apollo 17 (siste landing på månen) seks måneder før starten ble innledet av tre kraftige magnetiske stormer - 17.-19. juni, 4.-8. august etter en kraftig solar-proton-hendelse, 31. oktober til 1. november 1972. Det samme gjelder Apollo 8 (Månens første forbiflyvning med en mann om bord), som ble innledet av en kraftig magnetisk storm på to måneder, 30.-31. oktober 1968. Det er åpenbart en betydelig utvidelse av protonbeltet og en økning i strålingsdosen til 10 Sieverts bør påregnes. Dette er en dødelig dose stråling for mennesker.

For protonflukser er det en høydevariasjon av protonintensiteten, som kan skrives som:

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

hvor B og Ve er magnetfeltstyrken ved det ønskede punktet og ved ekvator, er a J (B) og J (Ve) intensiteter som en funksjon av B og Ve; n = 1, 8-2 [50].

For protoner i planet til den geomagnetiske ekvator ved breddegrader λ ~ 30 ° (V / Ve = 3) og λ ~ 44 ° (V / Ve = 10), vil verdien av strålingsdosene til protonkomponenten reduseres med henholdsvis 10 og 100 ganger. Og hvis på jord-månebanen, ifølge NASAs legende, fant flyturen sted over den geomagnetiske breddegraden på 30 grader, så, i henhold til den universelle høydevariasjonen av intensiteten til protonflukser, kan strålingsdosen reduseres med en ordre av størrelsesorden.

Imidlertid var returen til jorden og splashdown nær den geomagnetiske ekvator (Apollo 12 og Apollo 15 - 0-2 grader nordlig geomagnetisk breddegrad, tatt i betraktning den årlige forskyvningen av de magnetiske polene). Stråledosene vil samsvare maksimum verdier. Passasjen av jordens protonstrålingsbelte forårsaker effekten tre størrelsesorden høyere offisielle doser av stråling for Apollo.

Resultatet er akutt strålingssyke, en lansering til månen i henhold til NASA-ordningen etter magnetiske stormer - det er 100 % dødelig … De faktiske stråledosene som mottas vil være mye høyere enn den offisielle NASA. Tydeligvis er den amerikanske landingen en oppdiktet legende. Dessverre krever disse bevisene de mest solide og mest vedvarende bevisene. For mange mangler øyne til å se det (F. Nietzsche).

Den elektroniske komponenten i jordens strålingsbelte

Det ytre strålingsbeltet ble oppdaget av sovjetiske forskere, lokalisert i høyder fra 9000 til 45000 km. Den er mye bredere enn den indre (strekker seg 50 ° nord og 50 ° sør for ekvator). Den elektroniske komponenten i strålingsbeltene gjennomgår betydelige romlige og tidsmessige variasjoner avhengig av tre parametere: lokal tid, nivået av geomagnetisk forstyrrelse og fasen av solaktivitetssyklusen.

Den maksimale absorberte dosen skapt av det ytre beltet på én time kan være enorm - opptil 100 Gray. Problemet med strålebeskyttelse av det ytre beltet er mindre komplisert enn problemet med strålebeskyttelse av det indre beltet. Det ytre beltet består hovedsakelig av lavenergielektroner, som er beskyttet av konvensjonelle romfartøyshudmaterialer.

Men med en slik beskyttelse harde og myke røntgenstråler genereres ("Røntgenrør"-effekt). Røntgenstråler er ioniserende og dypt penetrerende, alt annet likt for andre typer stråling. Flyturen gjennom strålingsbeltet på vei til Månen og tilbake tar omtrent 7 timer. Apollo 13 ifølge legenden "vendte NASA tilbake" i månemodulen med en tykkelse på beskyttelse fem ganger mindreenn for kommandomodulen. I løpet av denne tiden påvirker stråling vevet til levende organismer, kan være årsaken til strålingssyke, strålingsforbrenninger og ondartede svulster, og til slutt er det en mutagen faktor.

Vi vil bruke følgende data og estimere stråledosen

Nedenfor presenteres profilene for den integrerte intensiteten til elektroner med forskjellige energier i gjennomsnitt over tid og over alle lengdegradsverdier for (a) - minimum av solaktivitet, (b) - for epoken med maksimum [48].

Figuren viser at i løpet av epoken med maksimal solaktivitet øker strålingsdosen skapt av det ytre beltet med 4-7 ganger. Husk at 1969 - 1972 var året for toppen av 11-års solaktivitet. Så vel som for protoner, for den elektroniske komponenten av ERB er det en universell høydevariasjon, n = 0, 46 [50]. Høydebevegelsen for elektroner er mindre kritisk enn for protoner. For eksempel, for elektroner på breddegrader λ ~ 30 ° (V / Ve = 3) og λ ~ 44 ° (V / Ve = 10), vil verdien av strålingsdosene til den elektroniske komponenten reduseres med 1, 7 og 3, 1 ganger, henholdsvis. Dette betyr at ifølge NASA-flyvningen til månen og retur til jorden, Apollo kan ikke unnslippe elektronisk komponent i RPZ. Resultatene av beregningen av stråledosen og egenskapene til den elektroniske komponenten i ERP-en som brukes, er vist i tabell 2.

Tab. 2. Kjennetegn ved den elektroniske komponenten til ERP, det effektive elektronområdet i Al, flyvetiden til ERB med Apollo til månen og ved retur til jorden, forholdet mellom spesifikke tap av stråling og ioniseringsenergi, absorpsjonskoeffisientene til Røntgen for Al og vann, ekvivalent og absorbert strålingsdose *

Resultatene viser at konvensjonell romfartøysbeskyttelse reduserer strålingseffekten til den elektroniske komponenten i strålingsbeltene med en faktor på tusenvis. De oppnådde verdiene for strålingsdosen er ikke farlige for astronauters liv. Hovedbidraget til stråledoser kommer fra elektroner med energier på 0,3-3 MeV, som genererer harde røntgenstråler.

Legg merke til at strålingseffekten er 1-2 størrelsesordener høyere enn den offisielle NASA-rapporten for Apollo-oppdragene gir. Så mye for Apollo 13verdien av den absorberte dosen er 0,24 rad. Beregningen gir en verdi på ~ 34, 5 rad, dette 144 ganger mer … Samtidig dobles strålingseffekten nesten med en reduksjon i effektiv beskyttelse fra 7,5 til 1,5 g/cm2, mens NASA-rapporten indikerer det motsatte. Til Apollo 8 og Apollo 11 de offisielle stråledosene er henholdsvis 0, 16 og 0, 18 rad.

Regnestykket gir 19,4 rad. Dette er henholdsvis 121 og 108 ganger mindre. Og bare for Apollo 14 de offisielle stråledosene er 1, 14 glad, som er 17 mindre enn den beregnede. Det er sesongvariasjoner for den elektroniske komponenten til RPZ. I fig. 5 viser fluksene av relativistiske elektroner for en passasje av beltet i henhold til GLONASS satellittdata og de geomagnetiske indeksene Кр og Dst for 1994-1996. Fete linjer representerer måleutjevningsresultater. De presenterte dataene viser godt merkbare sesongvariasjoner: elektronfluksene om våren og høsten er 5-6 ganger høyere enn minimum - om vinteren og sommeren.

Lansering og landing Apollo 13 fant sted henholdsvis våren 04.11.1970 og 17.04.1970. Det er klart at elektronfluksene vil være flere ganger høyere enn gjennomsnittet. Dette betyr at verdien av den absorberte stråledose vil øke flere ganger og vil være 43-52 rad. Dette er 200 ganger mer enn de offisielle dataene. Tilsvarende for Apollo 16 (henholdsvis utskyting og landing 16.04.1972 og 27.04.1972) vil stråledosen være 25-30 rad. Under magnetiske stormer er det noen ganger en endring i intensiteten til elektroner i ERB 10-100 ganger og mer i epoken med maksimal solaktivitet. I dette tilfellet kan strålingsdosene stige til farlige verdier for livet til astronauter og utgjøre 10 Sievert og mer. Som regel, i disse periodene, dominerer injeksjon av partikler, spesielt ved sterke magnetiske forstyrrelser. I fig. 6 viser profilene av intensiteten til elektroner av ulike energier under stille forhold (fig. 6a) og 2 dager etter den magnetiske stormen 4. september 1966 (fig. 6b) [48].

En av flyvningene til månen ifølge NASA-rapporten var Apollo 14: Alan Shepard, Edgar Mitchell, Stuart Rusa 1971-01-31 - 1971-09-02 GMT / 216: 01: 58 Tredje månelanding: 1971-05-02 09:18:11 - 1948-06-021 18:42 33 t 31 min / 9 t 23 min 42,9.

27. januar, noen dager før Apollo-oppskytningen, begynte en moderat magnetisk storm, som ble til en liten storm 31. januar [49], som forårsaket et solutbrudd mot Jorden 24.01.1971. Åpenbart kan en økning i strålingsnivået forventes 10-100 ganger eller 1-10 Sievert (100-1000 rad). Ved en stråledose på 10 Sievert strålingseffekten når du flyr gjennom Van Alen-beltet - 100 % dødelig.

Flyresultater Apollo 14 Det var:

I fig. 8 viser endringen i intensitetsprofilene til elektroner med en energi på 290-690 keV før og etter en magnetisk storm.

Ris. 8 viser at etter 5 dager er tettheten av flukser av elektroner med en energi på 290-690 keV betydelig utvidet og 40-60 ganger høyere enn før den magnetiske stormen, etter 15 dager - 30-40 ganger høyere, etter 30 dager - 5 -10 ganger mer, etter 60 dager - 3-5 ganger mer. Først etter 3 måneder kommer den elektroniske komponenten av ERP til en likevektstilstand. Signifikante romlige og tidsmessige endringer i elektronflukser i hele regionen av beltene i løpet av ett år er vist i fig. 9.

Som man ser tar betydelige variasjoner i den elektroniske komponenten til ERB i intensitet og i rom i en relativt stille tilstand av jordas strålingsbelte et kvart år. Under magnetiske stormer ekspanderer partikkelstrømmer betydelig inn i det ytre området og "sklir" nærmere jorden, og fyller tidligere tomme områder med fanget stråling.

En kraftig økning i elektronfluks skaper en reell trussel mot satellitter og romfartøypiloter på jord-månebanen, som ligger i sonen med utbrudd av deres fluks. Ganske mange tilfeller har allerede blitt notert når svikt i individuelle satellittsystemer eller til og med avslutning av deres funksjon er assosiert med en kraftig økning i fluksen av relativistiske elektroner. En kraftig strøm av elektroner med en energi på flere MeV, gjennom og gjennom skallet til satellitten, elektroner med lavere energi genererer en enorm fluks av sekundær bremsstrahlung, bestående av harde røntgenstråler.

Strålingsdoser i det sirkulære rom og på overflaten av månen

I bane nær jorden er astronauter beskyttet av jordens magnetosfære. I det sirkulære rom eller på måneoverflaten blir hele solvindstrømmen tatt opp av kroppen til romfartøyet eller månemodulen. Strømmen av protoner kan neglisjeres (selvfølgelig, bortsett fra solar-proton-hendelser). Tettheten av elektronfluksen i solvinden endres med to til tre størrelsesordener, noen ganger i løpet av bare én uke.

Når de kolliderer med huden på et skip eller en modul, stopper elektroner og gir opphav til røntgenstråler, som har en enorm penetreringsevne (tykkelsen på skjermingen 7,5 g / cm2 aluminium vil bare halvere stråledosen). Nedenfor er en graf over endringer i stråledosen, rad / dag fra 1996 til 2013, som en astronaut mottar med en ekstern beskyttelsestykkelse på 1,5 g / cm2:

Ris. 10. Endringer i stråledosen, rad/dag fra 1996 til 2013, som en astronaut mottar med en ytre skjermingstykkelse på 1,5 g/cm2 i det sirkulære rom. Den ikke-lineære skalaen til venstre er elektronfluksnivåene for solvinden i henhold til ACE-satellittdataene, den ikke-lineære skalaen til høyre er strålingsdosen i enheter av rad per dag. De horisontale linjene markerer nivåene for sammenligning: gul er dosen på et enkelt røntgenbilde av thorax, oransje er dosen på tomografi av ryggvirvlene.

Fra fig. 10 at strålingsdosene i det sirkulære rom og på måneoverflaten er uregelmessige. I året med minimum solaktivitet er strålingsdosene 0 0001 rad. I året med maksimal solaktivitet varierer de fra 0,003 til 1 rad / dag (merk - for elektroner rem = rad; uregelmessigheten av elektronflukser i solvinden i løpet av årene med maksimal solaktivitet er assosiert med solflammer som oppstår daglig).

I en måned i månerommet mottar astronauter for en verdi som tilsvarer 1-31 oktober 2001 doser på 0,5 rad, gjennomsnittlig 0,016 rad / dag; for en verdi tilsvarende 1-30 november 2001 mottas doser på 3, 4 rad, gjennomsnittlig 0, 11 rad / dag; gjennomsnittet over to måneder er - 3, 9 rad for 60 dager eller 0, 065 rad / dag. Dette betyr at strålingsdosene mottatt av astronautene på 9 oppdrag kun under oppholdet i månerommet er høyere enn dosene deklarert av NASA og bør ha betydelige variasjoner.

Dette motsier dataene fra Apollo-oppdragene. Med en høyere elektronflukstetthet, så vel som med et langt opphold utenfor jordens magnetosfære (100 dager), kan dosene nærme seg verdiene for strålingssyke - 1,0 Sv. I tillegg - Arkiv over strålingsdoser fra 1. januar 2010. Disse stråledosene summeres selvsagt opp med andre doser, for eksempel når vi passerer gjennom jordens strålingsbelte, som et resultat har vi verdiene som en astronaut mottar når flyr til månen og returnerer til jorden.

Diskusjon

40 år har gått siden Apollo-oppdragene. Til nå er det ingen som gir en nøyaktig prognose for geomagnetisk forstyrrelse. De snakker om sannsynligheten for geomagnetiske forstyrrelser (magnetisk storm, magnetisk storm) for en dag, i flere dager. Nøyaktigheten til prognosen for uken er under 5 %. En mer uforutsigbar karakter er notert for elektronene i solvinden. Dette betyr at med en sannsynlighet på minst 20-30 % vil astronautene i Apollo-oppdragene falle inn i en uforutsigbar kraftig strøm av elektroner fra jordas strålingsbelte og solvinden. Flyturen til Apollo gjennom den eksterne RPZ og solvinden i den aktive solens tid kan sammenlignes med et hussarmålebånd, når en patron er lastet inn i en tom trommel på en 4-rund revolver! Det ble gjort 9 forsøk. Sannsynligheten for ikke å få akutt strålesyke

Forsøk	Sannsynlighet for å overleve
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

Dette tilsvarer nesten 100 % av strålesyke.

For å oppsummere, la oss si: dobbel passasje av jordens strålingsbelte i henhold til NASA-ordningen fører til dødelige strålingsdoser på 5 Sieverts eller mer under magnetiske stormer. Selv om Apollo ble ledsaget av formue:

1. stråledoser under passasjen av protonkomponenten i ERP vil være 100 ganger mindre,
2. passasjen av den elektroniske komponenten til ERP vil skje med minimal geomagnetisk forstyrrelse og lav magnetisk aktivitet,
3. lav elektrontetthet i solvinden,

da vil total stråledose være minst 20-30 rem. Stråledoser er ikke farlige for menneskeliv. Imidlertid, i dette tilfellet, strålingseffekten med to størrelsesordener høyere enn verdiene oppgitt i den offisielle NASA-rapporten! Tabell 3 viser totale og daglige stråledoser fra bemannede romflyvninger og data fra orbitale stasjoner.

Tabell 3. Totale og daglige stråledoser fra bemannede flyginger på romfartøy og på orbitalstasjoner

oppdrag	lansering og landing	varighet	orbitale elementer	sum. stråledose, glad [kilde]	gjennomsnitt per dag, rad / dag
Apollo 7	11.10.1968 / 22.10.1968	10 d 20 t 09m 03 s	orbital flight, orbital høyde 231-297 km	0, 16 [51]	0, 015
Apollo 8	21.12.1968 / 27.12.1968	6 d 03 t 00 m	fly til månen og returnere til jorden ifølge NASA	0, 16 [51]	0, 026
Apollo 9	03.03.1969 / 13.03.1969	10 d 01 t 00 m 54 s	orbital flight, orbital høyde 189-192 km, på den tredje dagen - 229-239 km	0, 20 [51]	0, 020
Apollo 10	18.05.1969 / 26.05.1969	8 d 00 t 03 m 23 s	fly til månen og returnere til jorden ifølge NASA	0, 48 [51]	0, 060
Apollo 11	16.07.1969 / 24.07.1969	8 d 03 t 18 m 00 s	fly til månen og returnere til jorden ifølge NASA	0, 18 [51]	0, 022
Apollo 12	14.11.1969 / 24.11.1969	10 d 04 t 25 m 24 s	fly til månen og returnere til jorden ifølge NASA	0, 58 [51]	0, 057
Apollo 13	11.04.1970 / 17.04.1970	5 d 22 t 54 m 41 s	fly til månen og returnere til jorden ifølge NASA	0, 24 [51]	0, 041
Apollo 14	01.02.1971 / 10.02.1971	9 d 00 t 05 m 04 s	fly til månen og returnere til jorden ifølge NASA	1, 14 [51]	0, 127
Apollo 15	26.07.1971 / 07.08.1971	12 d 07 t 11 m 53 s	fly til månen og returnere til jorden ifølge NASA	0, 30 [51]	0, 024
Apollo 16	16.04.1972 / 27.04.1972	11 d 01 t 51 m 05 s	fly til månen og returnere til jorden ifølge NASA	0, 51 [51]	0, 046
Apollo 17	07.12.1972 / 19.12.1972	12 d 13 t 51 m 59 s	fly til månen og returnere til jorden ifølge NASA	0, 55 [51]	0, 044
Skylab 2	25.05.1973 / 22.06.1973	28 d 00 t 49 m 49 s	orbital flight, orbital høyde 428-438 km	2, 90-3, 66 [52]	0, 103-0, 131
Skylab 3	28.07.1973 / 25.09.1973	59 d 11 t 09 m 01 s	orbital flight, orbital høyde 423-441 km	5, 87-6, 74 [50]	0, 099-0, 113
Skylab 4	16.11.1973 / 08.02.1974	84 d 01 t 15 m 30 s	orbital flight, orbital høyde 422-437 km	10, 88-12, 83 [50]	0, 129-0, 153
Shuttle Mission 41-C	06.04.1984 / 13.04.1984	6 d 23 t 40 m 07 s	baneflukt, perigeum: 222 km apogee: 468 km	0, 559	0, 079
OS "Mir"	1986-2001	15 år	orbital flight, orbital høyde 385-393 km	- – -	0, 020-0, 060 [7]
OS "MKS"	2001-2004	4 år	orbital flight, orbital høyde 337-351 km	- – -	0, 010-0, 020 [7]

Det kan bemerkes at strålingsdosene til Apollo 0, 022-0, 127 rad / dag, mottatt av astronauter under flyturen til månen, ikke skiller seg fra strålingsdosene på 0, 010-0, 153 rad / dag i løpet av orbitale flyvninger. Påvirkningen av jordens strålingsbelte er null. Selv om den nåværende beregningen viser at strålingsdosene fra oppdrag til Månen vil være 100-1000 ganger eller mer høyere.

Det kan også bemerkes at den laveste strålingseffekten på 0,010-0,020 rad / dag er observert for ISS orbitalstasjon, som har en effektiv beskyttelse på 15 g / cm2 og er i en lav referansebane rundt jorden. De høyeste stråledosene på 0, 099-0, 153 rad / dag ble notert for Skylab OS, som har en beskyttelse på 7,5 g / cm2 og fløy i en høy referansebane.

Konklusjon

Apollo fløy ikke til månen de sirklet i en lav referansebane, beskyttet av jordens magnetosfære, simulerte en flytur til månen, og mottok strålingsdoser fra en konvensjonell orbitalflyvning. Generelt er historien om "menneskets opphold på månen" flere tiår gammel! Amerikanernes flukt til månen kan sammenlignes med et sjakkspill. På den ene siden var det NASA, nasjonens stormaktsprestisje, politikere og "forkjempere" for NASA, på den andre siden var det Ralph Rene, Yu. I. Mukhin, A. I. Popov og mange andre entusiastiske motstandere. Motstanderne iscenesatte mange sjakksjekker, en av de siste - "Mann på månen. Solen på bildene av Apollo er 20 ganger større!" Denne artikkelen, på vegne av alle motstandere, erklæres å være NASAs sjakkmatt. Til tross for faren for RPG og politikk, vil selvfølgelig ikke menneskeheten forbli på jorden for alltid …

Den viktigste måten å omgå Van Alen-strålingsbeltene på er å endre flyveien til månen og elektromagnetisk beskyttelse mot elektroner.