Dödlig strålning bakom magnetosfären vederlägger myter om flygningar till månen

2024 Författare: Seth Attwood | [email protected]. Senast ändrad: 2023-12-16 16:17

För att bestämma strålningsdoser när man flyger till månen vi övervägde solvind och flöden av protoner och elektroner; solflammor, som under maximal aktivitet tillsammans med röntgenstrålning från solen kraftigt ökar strålningsrisken för astronauter; galaktiska kosmiska strålar (GCR) som den mest energirika komponenten i det korpuskulära flödet i det interplanetära rummet (150-300 mrem per dag); också berört Jordens strålningsbälte (ERB) … Det indikerades att RPZ är en av de farligaste faktorerna på jord-månen kommunikationsvägen för kosmonauter.

Låt oss bestämma stråldosen under passagen av strålningsbälten, samt ta hänsyn till strålningsrisken från solvinden. Låt oss använda den allmänt accepterade modellen av jordens strålningsbälte AP-8 min (1995).

Protonkomponenten i jordens strålningsbälte

I fig. 1 visar fördelningen av protoner av olika energier i planet för den geomagnetiska ekvatorn. Abskissan är parametern L i jordens radier, ordinatan är protonflödestätheten i cm-2 s-1. Denna figur visar de tidsgenomsnittliga värdena för protonflödestätheten enligt data från sovjetiska och utländska författare, med hänvisning till perioden I96I-I975 [48].

I fig. 2 visar resultaten av nyare studier av sammansättningen och dynamiken hos protonkomponenten i jordens strålningsbälte, utförda på konstgjorda jordsatelliter och orbitalstationer [50].

Ris. 2. Fördelning av integralflöden av protoner i planet för den geomagnetiska ekvatorn. L är avståndet från jordens centrum, uttryckt i jordens radier. (Siffrorna på kurvorna motsvarar den nedre gränsen för protonenergin i MeV).

Låt oss använda formeln för att beräkna den ekvivalenta stråldosen per tidsenhet som en person får i utrymmet för huden och de inre organen, beroende på tjockleken på det yttre skyddet och joniserande strålningen. Tabell 1 visar de ekvivalenta stråldoserna som en astronaut får när den passerar två gånger den interna protonen RPZ i Apollos kommandomodul (7,5 g/cm2).

Flik. 1. Ekvivalenta doser av strålning som tas emot av astronautens hud och inre organ, med hänsyn tagen till skyddet av Apollo-kommandomodulen under passagen av den interna protonen RPZ

* En mer exakt beräkning av stråldosen är förknippad med att ta hänsyn till Bragg-toppen; kommer att öka värdet på stråldosen med 1,5-2 gånger.

Under magnetiska stormar observeras betydande variationer i högenergiprotoner. Uppkomsten av ett kraftfullt nytt bälte av protoner vid L ~ 2,5 registrerades av CRRES-satelliten den 24 mars 1991.

I ögonblicket av en gigantisk plötslig impuls av det geomagnetiska fältet vid L ~ 2,8 bildades ett nytt protonbälte, motsvarande det stabila inre bältet, som har ett maximum vid L ~ 1,5. I fig. 4. Radiella profiler av strålningsbälten för protoner med Ep = 20-80 MeV och elektroner med Ee> 15 MeV visas, plottade enligt mätdata på CRRES-satelliten före händelsen den 24 mars 1991 (dag 80), tre dagar efter bildandet av ett nytt bälte (dag 86) och efter ~ 6 månader (dag 257). Det kan ses att protonflödena mer än fördubblades, och flödet av elektroner med Ee> 15 MeV överskred den tysta nivån med nästan tre storleksordningar. Därefter registrerades de fram till mitten av 1993.

Apollo 17 (den sista landningen på månen) sex månader innan starten föregicks av tre kraftiga magnetiska stormar - 17-19 juni, 4-8 augusti efter en kraftig sol-proton-händelse, 31 oktober till 1 november 1972. Detsamma gäller Apollo 8 (Månens första förbiflygning med en man ombord), som föregicks av en kraftig magnetisk storm på två månader, 30-31 oktober 1968. Uppenbarligen en betydande utvidgning av protonbältet och en ökning av stråldosen till 10 Sieverts bör förväntas. Detta är en dödlig dos av strålning för människor.

För protonflöden finns det en höjdvariation av protonintensiteten, som kan skrivas som:

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

där B och Ve är den magnetiska fältstyrkan vid den önskade punkten och vid ekvatorn, a J (B) och J (Ve) är intensiteter som en funktion av B och Ve; n = 1, 8-2 [50].

Till exempel, för protoner i planet för den geomagnetiska ekvatorn vid latituderna λ ~ 30 ° (V / Ve = 3) och λ ~ 44 ° (V / Ve = 10), kommer värdet på stråldoserna för protonkomponenten att minska med 10 respektive 100 gånger. Och om flygningen enligt NASA:s legend ägde rum över den geomagnetiska latituden på 30 grader på Jord-Måne-banan, kan strålningsdosen, enligt den universella höjdvariationen av intensiteten av protonflöden, minskas med en order av omfattning.

Återkomsten till jorden och splashdown var dock nära den geomagnetiska ekvatorn (Apollo 12 och Apollo 15 - 0-2 grader nordlig geomagnetisk latitud, med hänsyn tagen till den årliga förskjutningen av de magnetiska polerna). Stråldoserna kommer att motsvara maximal värden. Passagen av jordens protonstrålningsbälte orsakar effekten tre storleksordningar högre officiella stråldoser för Apollo.

Resultatet är akut strålsjuka, en uppskjutning till månen enligt NASA-schemat efter magnetiska stormar - det är 100% dödligt … De faktiska stråldoserna som tas emot kommer att vara mycket högre än den officiella NASA. Uppenbarligen är den amerikanska landningen en påhittad legend. Tyvärr kräver dessa bevis de mest solida och mest ihärdiga bevisen. För alltför många människor saknar ögon för att se det (F. Nietzsche).

Den elektroniska komponenten i jordens strålningsbälte

Det yttre strålningsbältet upptäcktes av sovjetiska forskare, beläget på höjder från 9000 till 45000 km. Den är mycket bredare än den inre (sträcker sig 50 ° norr och 50 ° söder om ekvatorn). Den elektroniska komponenten i strålningsbältena genomgår betydande rumsliga och tidsmässiga variationer beroende på tre parametrar: lokal tid, nivån av geomagnetisk störning och fasen av solaktivitetscykeln.

Den maximala absorberade dosen som skapas av det yttre bältet på en timme kan vara enorm - upp till 100 Gray. Problemet med strålskydd av det yttre bältet är mindre komplicerat än problemet med strålskydd av det inre bältet. Det yttre bältet består mestadels av lågenergielektroner, som skyddas av konventionella rymdfarkoster.

Dock med sådant skydd hårda och mjuka röntgenstrålar genereras ("röntgenrör"-effekt). Röntgenstrålar är joniserande och djupt penetrerande, allt annat lika för andra typer av strålning. Flygningen genom strålningsbältet på väg till månen och tillbaka tar cirka 7 timmar. Apollo 13 enligt legenden "återvände" NASA i månmodulen med en tjocklek av skydd fem gånger mindre än för kommandomodulen. Under denna tid påverkar strålning levande organismers vävnader, kan vara orsaken till strålsjuka, strålningsbrännskador och maligna tumörer, och slutligen är det en mutagen faktor.

Vi kommer att använda följande data och uppskatta stråldosen

Nedan presenteras profilerna för den integrerade intensiteten av elektroner av olika energier, medelvärden över tid och över alla longitudvärden för (a) - minimum av solaktivitet, (b) - för epoken med maximum [48].

Figuren visar att under epok av maximal solaktivitet ökar stråldosen som skapas av det yttre bältet med 4-7 gånger. Kom ihåg att 1969 - 1972 var det år då solaktiviteten var toppen under 11 år. Liksom för protoner finns det för den elektroniska komponenten av ERB en universell höjdvariation, n = 0, 46 [50]. Höjdrörelsen för elektroner är mindre kritisk än för protoner. Till exempel, för elektroner på latituderna λ ~ 30 ° (V / Ve = 3) och λ ~ 44 ° (V / Ve = 10), kommer värdet på stråldoserna för den elektroniska komponenten att minska med 1, 7 och 3, 1 gånger, respektive. Detta innebär att enligt NASA flyg till månen och återvända till jorden, Apollo kan inte fly elektronisk komponent i RPZ. Resultaten av beräkningen av stråldosen och egenskaperna hos den elektroniska komponenten i ERP som används visas i tabell 2.

Flik. 2. Egenskaper för den elektroniska komponenten i ERP, det effektiva intervallet för elektroner i Al, tidpunkten för ERB:s flygning med Apollo till månen och vid återkomst till jorden, förhållandet mellan specifika strålnings- och joniseringsenergiförluster, absorptionskoefficienterna för Röntgen för Al och vatten, motsvarande och absorberad stråldos *

Resultaten visar att konventionella rymdfarkoster minskar strålningseffekten av den elektroniska komponenten i strålningsbältena med en faktor tusentals. De erhållna värdena på stråldosen är inte farliga för astronauternas liv. Det huvudsakliga bidraget till stråldoser görs av elektroner med energier på 0,3-3 MeV, som genererar hårda röntgenstrålar.

Notera att strålningseffekten är 1-2 storleksordningar högre än den officiella NASA-rapporten för Apollo-uppdragen ger. Så mycket för Apollo 13värdet på den absorberade dosen är 0,24 rad. Beräkningen ger ett värde på ~ 34, 5 rad, detta 144 gånger mer … Samtidigt fördubblas strålningseffekten nästan med en minskning av effektivt skydd från 7,5 till 1,5 g / cm2, medan NASA-rapporten indikerar motsatsen. För Apollo 8 och Apollo 11 de officiella stråldoserna är 0, 16 respektive 0, 18 rad.

Beräkningen ger 19,4 rad. Detta är 121 respektive 108 gånger mindre. Och bara för Apollo 14 de officiella stråldoserna är 1, 14 glad, vilket är 17 mindre än den beräknade. Det finns säsongsvariationer för den elektroniska komponenten i RPZ. I fig. 5 visar flödena av relativistiska elektroner för en passage av bältet enligt GLONASS-satellitdata och de geomagnetiska indexen Кр och Dst för 1994-1996. Fet linjer representerar mätutjämningsresultat. De presenterade uppgifterna visar väl märkbara säsongsvariationer: elektronflödena på våren och hösten är 5-6 gånger högre än de minsta - på vintern och sommaren.

Lansering och landning Apollo 13 skedde våren 1970-11-04 respektive 1970-04-17. Uppenbarligen kommer elektronflödena att vara flera gånger högre än genomsnittet. Detta innebär att värdet på den absorberade stråldosen kommer att öka flera gånger och blir 43-52 rad. Det är 200 gånger mer än de officiella uppgifterna. På samma sätt, för Apollo 16 (start respektive landning 1972-04-16 och 1972-04-27) stråldosen blir 25-30 rad. Under magnetiska stormar sker det ibland en förändring av elektronernas intensitet i ERB 10-100 gånger och mer under epok av maximal solaktivitet. I det här fallet kan stråldoserna stiga till farliga värden för astronauternas liv och uppgå till 10 Sievert och mer. Som regel, under dessa perioder, dominerar injektion av partiklar, särskilt vid starka magnetiska störningar. I fig. Figur 6 visar profilerna för intensiteten hos elektroner av olika energier under tysta förhållanden (Fig. 6a) och 2 dagar efter den magnetiska stormen den 4 september 1966 (Fig. 6b) [48].

En av flygningarna till månen enligt NASA-rapporten var Apollo 14: Alan Shepard, Edgar Mitchell, Stuart Rusa 1971-01-31 - 1971-09-02 GMT / 216: 01: 58 Tredje månlandningen: 1971-05-02 09:18:11 - 02/06:19481 18:42 33 h 31 min / 9 h 23 min 42,9.

Den 27 januari, några dagar innan Apollo-uppskjutningen, började en måttlig magnetisk storm, som förvandlades till en liten storm den 31 januari [49], vilket orsakade ett solutbrott mot jorden 24.01.1971. Uppenbarligen kan en ökning av strålningsnivån förväntas 10-100 gånger eller 1-10 Sievert (100-1000 rad). Vid en stråldos på 10 Sievert strålningseffekten när man flyger genom Van Alen-bältet - 100% dödlig.

Flygresultat Apollo 14 Det var:

I fig. 8 visar förändringen i intensitetsprofilerna för elektroner med en energi på 290-690 keV före och efter en magnetisk storm.

Ris. 8 visar att efter 5 dagar är tätheten av flöden av elektroner med en energi på 290-690 keV avsevärt expanderad och 40-60 gånger högre än före magnetstormen, efter 15 dagar - 30-40 gånger högre, efter 30 dagar - 5 -10 gånger mer, efter 60 dagar - 3-5 gånger mer. Först efter 3 månader kommer den elektroniska komponenten i ERP till ett jämviktstillstånd. Signifikanta rumsliga och tidsmässiga förändringar i elektronflöden i hela regionen av bältena under ett år visas i fig. 9.

Som man kan se tar betydande variationer i den elektroniska komponenten av ERB i intensitet och i rymden av ett relativt tyst tillstånd av jordens strålningsbälte ett kvarts år. Under magnetiska stormar expanderar partikelflöden avsevärt in i det yttre området och "glider" närmare jorden och fyller tidigare tomma områden med instängd strålning.

En kraftig ökning av elektronflödet skapar ett verkligt hot mot satelliter och rymdfarkostpiloter på jorden-månen-banan, belägen i zonen för utbrott av deras flöde. En hel del fall har redan noterats när misslyckandet i enskilda satellitsystem eller till och med upphörandet av deras funktion är förknippat med en kraftig ökning av flödet av relativistiska elektroner. En kraftfull ström av elektroner med en energi på flera MeV, genom och genom satellitens skal, elektroner med lägre energi genererar ett enormt flöde av sekundär bremsstrahlung, bestående av hårda röntgenstrålar.

Strålningsdoser i det cirkumnära rymden och på månens yta

I en omloppsbana nära jorden skyddas astronauter av jordens magnetosfär. I det cirkumnära rymden eller på månens yta tas hela solvindflödet upp av rymdfarkostens eller månmodulens kropp. Protonflödet kan försummas (uppenbarligen, förutom sol-protonhändelser). Tätheten av elektronflödet i solvinden ändras med två till tre storleksordningar, ibland inom bara en vecka.

När de kolliderar med huden på ett fartyg eller en modul stannar elektroner och ger upphov till röntgenstrålar, som har en enorm penetreringsförmåga (tjockleken på avskärmningen 7,5 g / cm2 aluminium kommer bara att halvera stråldosen). Nedan visas en graf över förändringar i stråldosen, rad/dag från 1996 till 2013, som en astronaut får med en yttre skyddstjocklek på 1,5 g/cm2:

Ris. 10. Förändringar i stråldosen, rad/dag från 1996 till 2013, som en astronaut får med en yttre skärmtjocklek på 1,5 g/cm2 i det cirkumlunära rymden. Den olinjära skalan till vänster är elektronflödesnivåerna för solvinden enligt ACE-satellitdata, den olinjära skalan till höger är stråldosen i radenheter per dag. De horisontella linjerna markerar nivåerna för jämförelse: gul är dosen på en enda lungröntgen, orange är dosen vid tomografi av kotorna.

Från fig. 10 att stråldoserna i det cirkumnära rummet och på månytan är oregelbundna. Under året med minsta solaktivitet är stråldoserna 0 0001 rad. Under året med maximal solaktivitet varierar de från 0,003 till 1 rad / dag (obs - för elektroner rem = rad; oregelbundenhet i elektronflöden i solvinden under åren med maximal solaktivitet är förknippad med solflammor som inträffar dagligen).

Under en månad i månens rymd får astronauter för ett värde som motsvarar 1-31 oktober 2001 doser på 0,5 rad, i genomsnitt 0,016 rad/dag; för ett värde som motsvarar 1-30 november 2001, tas doser på 3, 4 rad, i genomsnitt 0, 11 rad / dag emot; genomsnittet över två månader är - 3, 9 rad för 60 dagar eller 0, 065 rad / dag. Detta innebär att de stråldoser som astronauterna tar emot av 9 uppdrag endast under deras vistelse i månens rymd är högre än de doser som NASA deklarerat och bör ha betydande variationer.

Detta motsäger uppgifterna från Apollo-uppdragen. Med en högre elektronflödestäthet, såväl som med en lång vistelse utanför jordens magnetosfär (100 dagar), kan doserna närma sig värdena för strålningssjuka - 1,0 Sv. Dessutom - Arkiv över stråldoser från 1 januari 2010. Uppenbarligen summeras dessa stråldoser med andra doser, till exempel när vi passerar genom jordens strålningsbälte, som ett resultat har vi de värden som en astronaut får när flyger till månen och återvänder till jorden.

Diskussion

40 år har gått sedan Apollo-uppdragen. Hittills är det ingen som ger en exakt prognos för geomagnetiska störningar. De talar om sannolikheten för geomagnetiska störningar (magnetisk storm, magnetisk storm) under en dag, i flera dagar. Noggrannheten i prognosen för veckan är under 5 %. En mer oförutsägbar karaktär noteras för solvindens elektroner. Det betyder att med en sannolikhet på minst 20-30 % kommer astronauterna i Apollo-uppdragen att hamna i en oförutsägbar kraftfull ström av elektroner från jordens strålningsbälte och solvinden. Apollons flykt genom den yttre RPZ och solvinden under den aktiva solens tidevarv kan jämföras med ett hussarmått, när en patron laddas i en tom trumma på en 4-rund revolver! 9 försök gjordes. Sannolikheten att inte få akut strålsjuka

Försök	Sannolikhet att överleva
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

Detta motsvarar nästan 100 % av strålsjukan.

För att sammanfatta, låt oss säga: dubbel passage av jordens strålningsbälte enligt NASA-schemat leder till dödliga doser av strålning på 5 Sieverts eller mer under magnetiska stormar. Även om Apollon åtföljdes av förmögenhet:

1. strålningsdoserna under passagen av protonkomponenten i ERP skulle vara 100 gånger mindre,
2. passagen av den elektroniska komponenten i ERP skulle ske med minimal geomagnetisk störning och låg magnetisk aktivitet,
3. låg elektrondensitet i solvinden,

då blir den totala stråldosen minst 20-30 rem. Stråldoser är inte farliga för människors liv. Men i detta fall strålningseffekten med två storleksordningar högre än värdena som anges i den officiella NASA-rapporten! Tabell 3 visar totala och dagliga stråldoser från bemannade rymdflygningar och data från orbitalstationer.

Tabell 3. Totala och dagliga stråldoser från bemannade flygningar på rymdfarkoster och på orbitalstationer

uppdrag	sjösättning och landning	varaktighet	orbitala element	belopp. stråldos, glad [källa]	genomsnitt per dag, rad / dag
Apollo 7	11.10.1968 / 22.10.1968	10 d 20 h 09m 03 s	omloppsflygning, omloppshöjd 231-297 km	0, 16 [51]	0, 015
Apollo 8	21.12.1968 / 27.12.1968	6 d 03 h 00 m	flyg till månen och återvända till jorden enligt NASA	0, 16 [51]	0, 026
Apollo 9	03.03.1969 / 13.03.1969	10 d 01 h 00 m 54 s	omloppsflygning, omloppshöjd 189-192 km, på tredje dagen - 229-239 km	0, 20 [51]	0, 020
Apollo 10	18.05.1969 / 26.05.1969	8 d 00 h 03 m 23 s	flyg till månen och återvända till jorden enligt NASA	0, 48 [51]	0, 060
Apollo 11	16.07.1969 / 24.07.1969	8 d 03 h 18 m 00 s	flyg till månen och återvända till jorden enligt NASA	0, 18 [51]	0, 022
Apollo 12	14.11.1969 / 24.11.1969	10 d 04 h 25 m 24 s	flyg till månen och återvända till jorden enligt NASA	0, 58 [51]	0, 057
Apollo 13	11.04.1970 / 17.04.1970	5 d 22 h 54 m 41 s	flyg till månen och återvända till jorden enligt NASA	0, 24 [51]	0, 041
Apollo 14	01.02.1971 / 10.02.1971	9 d 00 h 05 m 04 s	flyg till månen och återvända till jorden enligt NASA	1, 14 [51]	0, 127
Apollo 15	26.07.1971 / 07.08.1971	12 d 07 h 11 m 53 s	flyg till månen och återvända till jorden enligt NASA	0, 30 [51]	0, 024
Apollo 16	16.04.1972 / 27.04.1972	11 d 01 h 51 m 05 s	flyg till månen och återvända till jorden enligt NASA	0, 51 [51]	0, 046
Apollo 17	07.12.1972 / 19.12.1972	12 d 13 h 51 m 59 s	flyg till månen och återvända till jorden enligt NASA	0, 55 [51]	0, 044
Skylab 2	25.05.1973 / 22.06.1973	28 d 00 h 49 m 49 s	omloppsflygning, omloppshöjd 428-438 km	2, 90-3, 66 [52]	0, 103-0, 131
Skylab 3	28.07.1973 / 25.09.1973	59 d 11 h 09 m 01 s	omloppsflygning, omloppshöjd 423-441 km	5, 87-6, 74 [50]	0, 099-0, 113
Skylab 4	16.11.1973 / 08.02.1974	84 d 01 h 15 m 30 s	omloppsflygning, omloppshöjd 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 h 40 m 07 s	omloppsflygning, perigeum: 222 km apogee: 468 km	0, 559	0, 079
OS "Mir"	1986-2001	15 år	omloppsflygning, omloppshöjd 385-393 km	- – -	0, 020-0, 060 [7]
OS "MKS"	2001-2004	4 år	omloppsflygning, omloppshöjd 337-351 km	- – -	0, 010-0, 020 [7]

Det kan noteras att stråldoserna för Apollo 0, 022-0, 127 rad / dag, som tas emot av astronauter under flygningen till månen, inte skiljer sig från stråldoserna på 0, 010-0, 153 rad / dag under orbitala flygningar. Inverkan av jordens strålningsbälte är noll. Även om föreliggande beräkning visar att stråldoserna från uppdrag till månen kommer att vara 100-1000 gånger eller mer högre.

Det kan också noteras att den lägsta strålningseffekten på 0,010-0,020 rad / dag observeras för ISS orbitalstation, som har ett effektivt skydd på 15 g / cm2 och ligger i en låg referensbana om jorden. De högsta stråldoserna på 0, 099-0, 153 rad / dag noterades för Skylab OS, som har ett skydd på 7,5 g / cm2 och flög i en hög referensbana.

Slutsats

Apollo flög inte till månen de cirklade i en låg referensbana, skyddad av jordens magnetosfär, simulerade en flygning till månen, och fick stråldoser från en konventionell orbitalflygning. I allmänhet är historien om "människans vistelse på månen" flera decennier gammal! Amerikanernas flykt till månen kan jämföras med ett schackspel. Å ena sidan fanns det NASA, nationens stormaktsprestige, politiker och "förespråkare" för NASA, å andra sidan fanns Ralph Rene, Yu. I. Mukhin, A. I. Popov och många andra entusiastiska motståndare. Motståndarna arrangerade många schackcheckar, en av de sista - "Människan på månen. Solen på bilderna av Apollo är 20 gånger större!" Denna artikel, å alla motståndares vägnar, förklaras vara NASA:s schackmatt. Trots faran med RPG och politik kommer mänskligheten förstås inte att stanna för alltid på jorden …

Det främsta sättet att kringgå Van Alens strålningsbälten är att ändra flygvägen till månen och elektromagnetiskt skydd mot elektroner.