О радиации при "полете на Луну"
Оригинал взят у mislpronzaya в О радиации при "полете на Луну"
Если статья уже была, не нужно ставить
Человек на Луне! Дозы радиации при полете на Луну.
18:05
Для определения доз радиации при полете на Луну мы рассмотрели солнечный ветер и потоки протонов и электронов; солнечные вспышки, которые во время максимумов активности вместе с рентгеновским излучением Солнца резко повышают радиационную опасность для космонавтов; галактические космические лучи (ГКЛ), как наиболее высокоэнергетическую составляющую корпускулярного потока в межпланетном пространстве (150-300 мбэр в сутки); так же коснулись радиационного пояса Земли (РПЗ). Было указано, что для космонавтов РПЗ один из наиболее опасных факторов на трассе сообщений Земля-Луна.
Определим дозы радиации при прохождение радиационных поясов, а так же учтем радиационную опасность солнечного ветра. Воспользуемся общепринятой моделью радиационного пояса Земли AP-8 min (1995 г.).
ПРОТОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ РАДИАЦИОННОГО ПОЯСА ЗЕМЛИ
На рис. 1 приведено распределение протонов различных энергий в плоскости геомагнитного экватора. По оси абсцисс отложен параметр L в радиусах Земли, по оси ординат - плотность потока протонов в см-2 с-1. На этом рисунке представлены усредненные по времени значения плотности потоков протонов по данным советских и зарубежных авторов, относящиеся к периоду I96I-I975 гг [48].
Рис. 1. Усредненные по времени профили плотности потоков протонов в плоскости геомагнитного экватора (цифры у кривых соответствуют нижнему пределу энергии протонов в МэВ).
На рис. 2 приведены результаты последних исследований состава и динамики протонной составляющей радиационного пояса Земли, выполненных на искусственных спутниках Земли и орбитальных станциях [50].
Рис. 2. Распределение интегральных потоков протонов в плоскости геомагнитного экватора. L - расстояние от центра Земли, выраженное в радиусах Земли. (Цифры у кривых соответствуют нижнему пределу энергии протонов в МэВ).
Рис. 3. Меридиональное сечение радиационного пояса Земли и места приводнения Аполлонов. Оболочки L = 1-3 - внутренняя часть пояса РПЗ; L = 3,5-7 - внешняя часть РПЗ; L равен радиусу Земли. Красными точками обозначены места приводнения Аполлон 8, 10, 11, 12, 13, 14, 15, 16, 17, находящиеся вблизи геомагнитного экватора.
Воспользуемся формулой для расчета эквивалентной дозы радиации за единицу времени, которую человек получает в Космосе для кожи и внутренних органов в зависимости от толщины внешней защиты и ионизирующего излучения. В таблице 1 приведены эквивалентные дозы радиации, которые получает астронавт при двукратном прохождении внутреннего протонного РПЗ, находясь в командном модуле Apollo (7,5 г/см2).
Табл. 1. Эквивалентные дозы радиации,
полученные кожей и внутренними органами астронавта
с учетом защиты командного модуля Apollo
при прохождении внутреннего протонного РПЗ.
энергия протонов, МэВ
плотность потока, частиц/(сек см2)
время пролета рад. пояса; мин
эк. доза радиации в ком. модуле Apollo (7,5 г/см2), Зиверт
кожа
вн. органы на глуб. 1 см
вн. органы на глуб. 10 см
1000
10
10
0,00
0,00
0,00
500
100
20
0,19
0,19
0,17
200
1000
20
0,60
0,59
0,40
170
5000
20
2,23
2,09
1,10
105
8000
20
2,00
1,65
0,45
50
10000
33
0,27
0,16
0,00
30
20000
40
0,00
0,00
0,00
20
70000
45
0,00
0,00
0,00
ИТОГО:5,29
ИТОГО:4,68
ИТОГО:2,12
* Более точный расчёт дозы радиации связан с учётом пика Брэгга; увеличит значение дозы радиации в 1,5-2 раза.
Во время магнитных бурь наблюдаются значительные вариации высокоэнергетичных протонов. Появление нового мощного пояса протонов на L~2.5 было зарегистрировано на ИСЗ CRRES 24 марта 1991 г.. В момент гигантского внезапного импульса геомагнитного поля на L~2.8 сформировался новый пояс протонов, эквивалентный стабильному внутреннему поясу, имеющему максимум на L~1.5.
На рис. 4. показаны радиальные профили радиационных поясов для протонов с Ер=20-80 МэВ и электронов с Ее>15 МэВ, построенные по данным измерений на ИСЗ CRRES до события 24 марта 1991 г. (день 80), через три дня после образования нового пояса (день 86) и через ~6 месяцев (день 257). Видно, что потоки протонов расширились более чем в два раза, а потоки электронов с Ее>15 МэВ превысили спокойный уровень почти на три порядка величины. В дальнейшем они регистрировались до середины 1993 г.
Аполлонам 17 (последняя высадка на Луну) за полгода до старта предшествовало три мощных магнитных шторма - 17-19 июня, 4-8 августа после мощного солнечно-протонного события, 31 октября по 1 ноября 1972 гг.. Это же касается Аполлона 8 (первый облёт Луны с человеком на борту), которому предшествовал мощный магнитный шторм за два месяца, 30-31 октября 1968 гг.. Очевидно, следовало ожидать значительное расширение протонного пояса и увеличение дозы радиации до 10 Зивертов. Это смертельная доза радиации для человека.
Для потоков протонов существует высотный ход интенсивности протонов, который может быть записан в виде:
J(B) = J(Bэ)(BЭ/B)n
где В и В - напряженность магнитного поля в искомой точке и на экваторе, a J(В) и J(Вэ) - интенсивности как функции В и Вэ; n=1,8-2 [50].
Например, для протонов в плоскости геомагнитного экватора на широтах λ~30° (В/Вэ=3) и λ~44° (В/Вэ=10) значение доз радиации протонной составляющей уменьшится, соответственно, в 10 и 100 раз.
И если на траектории Земля-Луна полёт по легенде НАСА проходил выше геомагнитной широты 30 градусов, тогда, согласно универсальному высотному ходу интенсивности потоков протонов, дозы радиации можно уменьшить на порядок. Однако, возвращение на Землю и приводнение было вблизи геомагнитного экватора (Аполлон 12 и Аполлон 15 - 0-2 градуса северной геомагнитной широты, с учётом ежегодного смещения магнитных полюсов). Дозы радиации будут соответствовать максимальным значениям.
Прохождение протонного радиационного пояса Земли вызывает эффект на три порядка выше официальных доз радиации для Аполлонов. Результатом является острая лучевая болезнь, старт к Луне по схеме НАСА после магнитных штормов - это 100% летальный исход. Реальные полученные дозы радиации будут много выше, чем официальные НАСА.
Очевидно, высадка американцев - это придуманная легенда. К сожалению, данная очевидность, требует самых основательных и самых упорных доказательств. Ибо слишком многим недостаёт глаз, чтобы видеть её (Ф. Ницше).
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 [48].
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 [50]. 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*.
Данные потоков электронов в РПЗ и время пролётов Apollo
Доза радиации для Apollo от электронной составляющей РПЗ
E, МэВ
проб в Al, см
поток, /см2сек1
Дж/м2сек
врем полет, *103сек
Энер, Дж/м2
доля рентг, %
коэф ослаб в Al, см-1
коэф
ослаб
в орг,
см-1
Команд модуль Apollo
Лунный модуль Apollo
0,05
0,002
6*107
0,00480
12
57,6
0,082
0,99
0,61
0,0000
0,0036
0,1
0,006
3*107
0,00480
14
67,2
0,164
0,46
0,46
0,0035
0,0153
0,3
0,027
1,5*107
0,00720
15
108,0
0,492
0,28
0,32
0,0426
0,0887
0,5
0,056
8*106
0,00640
12
76,8
0,82
0,23
0,26
0,0611
0,1091
1
0,151
1,5*106
0,00240
10
23,0
1,64
0,167
0,19
0,0448
0,0698
1,8
0,311
3*105
0,00086
8
6,910
2,952
0,121
0,14
0,0256
0,0363
3
0,551
8*104
0,00038
6
2,304
4,92
0,096
0,11
0,0150
0,0196
20
3,887
103
0,00003
1
0,032
32,8
0,057
0,05
0,0011
0,0014
Итого:
0,194 Зв
Итого:
0,345 Зв
Итого:
19,38 рад
Итого:
34,55 рад
*Прим. - 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.
Рис. 5. Временной ход проинтегрированных за пролет спутника ГЛОНАСС через радиационный пояс потоков электронов с энергией 0.8-1.2 МэВ (флюенсов) за период с июня 1994 г. по июль 1996 г. Приведены также индексы геомагнитной активности: суточный Кр- индекс и Dst-вариация. Жирные линии - сглаженные значения флюенсов и Кр-индекса.
*Продолжение надо читать по ссылке, всю статью ЖЖ не желает постить, сообщение "Пост слишком большой"
ЗАКЛЮЧЕНИЕ
Аполлоны не летали на Луну, они кружили на низкой опорной орбите, находясь под защитой магнитосферы Земли, имитируя полёт к Луне, и получили дозы радиации обычного орбитального полёта.
В целом, истории «пребывания человека на Луне» несколько десятилетий! Полёт американцев к Луне можно сравнить с шахматной игрой. С одной стороны было НАСА, великодержавный престиж нации, политика и "адвокаты" НАСА, с другой стороны были Ральф Рене, Ю. И. Мухин, А. И. Попов и многие другие энтузиасты-оппоненты. Оппонентами было поставлено множество шахматных шахов, один из последних - "Человек на Луне. Солнце на снимках Аполлонов в 20 раз больше!"Данной статьей от имени всех оппонентов объявляется шахматный мат НАСА.
Несмотря на опасность РПЗ и политику, безусловно, человечество не останется вечно на Земле… Главным способом обойти радиационные пояса Ван-Алена является изменение схемы траектории полета к Луне и электромагнитная защита от электронов.
http://ligaspace.my1.ru/news/2010-02-06-217