Ионизирующая радиация Космоса

В космосе ионизирующая радиация создается несколькими источ­никами: галактическим космическим излучением, излучением солнеч­ных вспышек и излучением радиационного пояса Земли.

Галактическое космическое излучение состоит из протонов, т.е. ядер атомов водорода (85 %), α-частиц - ядер атомов гелия (13 %) и тяжелых ядер (2 %). К тяжелым относят ядра элементов с атомным номером от 3 до 26 (группа железа). Это излучение содержит и «сверхтяжелую» компоненту, состоящую из частиц с очень большими атомными номерами, вплоть до урана.

Вблизи Земли доза галактического космического излучения значительно ниже вследствие защитного эффекта геомагнитного поля и экранирующего действия Земли. Для орбит высотой до 250 - 300 км, при наклоне 65° к плоскости экватора, мощность поглощенной дозы галактического излучения 8^.10⁵ – 10^.10⁵ Гр в день.

Излучение солнечных вспышек состоит главным образом из протонов с различной энергией и небольшой доли α-частиц. Хотя очень большие солнечные вспышки случаются редко (примерно раз в 4 года), их доза излучения может быть весьма значительной.

Радиационные пояса Земли представлены внутренним и внешним поясом. Внутренний радиационный пояс состоит из высокоэнергетичных протонов, внешний радиационный пояс Земли состоит из потоков электронов и протонов. С точки зрения радиационной проницаемости, наибольшую опасность представляют ускоренные ядра, которые имеются и в составе галактического космического излучения и в излучении солнечных вспышек.

Каждую секунду на площадку в 1 м² через границу земной атмосферы из космоса в направлении земной поверхности влетают более 10 тысяч заряженных частиц (протонов и электронов), движущихся с огромными скоростями: протоны – 300-1500 км/с, электроны - около скорости света. Эта корпускулярная радиация практически нацело улавливается магнитосферой Земли. Планета защищена от интенсивной космической радиации магнитным полем. Если бы его не было, космическая радиация смогла бы за короткий срок разложить на ионы и электроны весь воздух атмосферы и жизнь на Земле стала бы невозможна.

Биологическое действие легких ядер высоких энергий практически не отличается от воздействия других известных видов излучения, т.е. рентгеновских и ү-лучей. Однако тяжелые частицы и легкие ядра на излете вызывают, по-видимому, более глубокие и, возможно, необратимые изменения. Существует теория о периодических (30-32 млн лет) вспышках уровней радиации на поверхности Земли в течение последних 500 млн лет. Последний всплеск произошел 10 млн лет тому назад.

Среди серьезных опасностей, которые угрожают человеку и всему живому на Земле, следует выделить те, которые связаны со встречами (столкновениями) планеты с космическими телами: астероидами, ко­метами и метеоритами.

Астероиды - это малые планеты, обращающиеся вокруг Солнца, в основном между орбитами Марса и Юпитера. Их диаметр колеблется в пределах 1-1000 км.

Комета - относительно небольшое, по сравнению, например, с астероидом небесное тело. Большинство комет движется вокруг Солнца по удлиненным эллипсам: при приближении к светилу под действием его тепла они выделяют газы, которые образуют светящуюся оболочку вокруг ядра - голову кометы, и развивают хвост, направленный в противоположную от солнца сторону. При удалении кометы от Солнца хвост постепенно рассеивается в космическом пространстве.

Метеорит - малое твердое тело, влетевшее со скоростью в десятки км/с в земную атмосферу и не успевшее целиком испариться (в случае ледяной глыбы) или распылиться в атмосфере Земли.

Болид - очень яркий метеор с длинным светящимся хвостом; полет болида иногда сопровождается сильным звуком и заканчивается выпадением на земную поверхность метеорита.

В настоящее время известно и описано около 300 космических тел, которые могут пересекать орбиту Земли, а всего, по мнению астрономов, в Космосе находится примерно 300 тыс. астероидов и комет.

В прошлые геологические эпохи имели место столкновения Земли с довольно крупными космическими телами. Доказательством таких столкновений являются остатки кратеров, а также высокое содержание различных элементов (осмия, иридия и др.) в соответствующих по времени слоях литосферы.

Подобное столкновение представляет огромную угрозу для всей биосферы. Наиболее крупным небесным телом, с которым столкнулась Земля в недалеком прошлом, является Тунгусский метеорит (1908 г.). Энергия взрыва, эквивалентная взрыву очень крупной термоядерной бомбы, вызвала массовый лесоповал на площади многих тысяч км² в Сибири.

Хотя вероятность столкновения Земли с относительно крупными небесными телами невелика, многие страны проводят исследования по проблеме астероидной опасности, направленные на прогнозирование и предотвращение таких столкновений. Однако очевидно, что борьба с такой опасностью может быть успешной только при объединении усилий всего человечества.

В основе проекта разработки системы планетарной защиты от астероидов, комет и метеоритов, траектории движения которых могут пересекаться с орбитой Земли, лежат два принципа: 1) изменение траектории опасного космического объекта; 2) заблаговременное разрушение его на несколько частей, что может либо полностью исключить столкновение, либо уменьшить последствия, если таковое произойдет.