Смъртоносната радиация зад магнитосферата опровергава митовете за полетите до Луната

2024 Автор: Seth Attwood | [email protected]. Последно модифициран: 2023-12-16 15:58

За определяне на дозите на радиация при полет до Луната разгледахме слънчев вятър и потоци от протони и електрони; слънчеви изригвания, които по време на максимална активност, заедно с рентгеново лъчение от Слънцето, рязко увеличават радиационната опасност за астронавтите; галактическите космически лъчи (GCR) като най-високоенергийния компонент на корпускулярния поток в междупланетното пространство (150-300 mrem на ден); също докосна радиационен пояс на Земята (ERB) … Беше посочено, че RPZ е един от най-опасните фактори по комуникационния маршрут Земя-Луна за космонавтите.

Нека определим дозата на радиация по време на преминаването на радиационните пояси, както и да вземем предвид радиационната опасност от слънчевия вятър. Нека използваме общоприетия модел на радиационния пояс на Земята AP-8 min (1995).

Протонният компонент на земния радиационен пояс

На фиг. 1 е показано разпределението на протоните с различни енергии в равнината на геомагнитния екватор. Абсцисата е параметърът L в радиусите на Земята, ординатата е плътността на протонния поток в cm-2 s-1. Тази фигура показва осреднените по време стойности на плътността на протонния поток по данни на съветски и чуждестранни автори, отнасящи се до периода I96I-I975 [48].

На фиг. 2 са показани резултатите от последните изследвания на състава и динамиката на протонния компонент на земния радиационен пояс, извършени на изкуствени земни спътници и орбитални станции [50].

Ориз. 2. Разпределение на интегралните потоци от протони в равнината на геомагнитния екватор. L е разстоянието от центъра на Земята, изразено в радиусите на Земята. (Числата на кривите съответстват на долната граница на протонната енергия в MeV).

Нека използваме формулата за изчисляване на еквивалентната доза радиация за единица време, която човек получава в пространството за кожата и вътрешните органи, в зависимост от дебелината на външната защита и йонизиращото лъчение. Таблица 1 показва еквивалентните дози на радиация, които астронавтът получава при преминаване на два пъти вътрешния протонен RPZ, докато е в командния модул на Apollo (7,5 g / cm2).

Раздел. 1. Еквивалентни дози радиация, получени от кожата и вътрешните органи на астронавта, като се вземе предвид защитата на командния модул Apollo по време на преминаването на вътрешния протонен RPZ

* По-точното изчисляване на дозата на облъчване е свързано с отчитане на пика на Браг; ще увеличи стойността на дозата на радиация с 1,5-2 пъти.

По време на магнитни бури се наблюдават значителни вариации на високоенергийните протони. Появата на мощен нов пояс от протони при L ~ 2,5 е регистриран от спътника CRRES на 24 март 1991 г.

В момента на гигантски внезапен импулс на геомагнитното поле при L ~ 2.8 се образува нов протонен пояс, еквивалентен на стабилния вътрешен пояс, който има максимум при L ~ 1.5. На фиг. 4. Показани са радиални профили на радиационни пояси за протони с Ep = 20-80 MeV и електрони с Ee> 15 MeV, нанесени според данните от измерванията на спътника CRRES преди събитието на 24 март 1991 г. (ден 80), три дни след образуването на нов пояс (ден 86) и след ~ 6 месеца (ден 257). Вижда се, че протонните потоци са се увеличили повече от два пъти, а потоците на електрони с Ee> 15 MeV надвишават тихото ниво с почти три порядъка. Впоследствие те са регистрирани до средата на 1993 г.

Аполо 17 (последното кацане на Луната) шест месеца преди старта беше предшествано от три мощни магнитни бури - 17-19 юни, 4-8 август след мощно слънчево-протонно събитие, от 31 октомври до 1 ноември 1972 г. Същото важи Аполо 8 (първият полет на Луната с човек на борда), който беше предшестван от мощна магнитна буря за два месеца, 30-31 октомври 1968 г. Очевидно значително разширяване на протонния пояс и увеличаване на дозата на радиация до 10 Сиверта трябва да се очакват. Това е смъртоносна доза радиация за хората.

За протонните потоци има вариация на височината на протонния интензитет, която може да се запише като:

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

където B и Ve са силата на магнитното поле в желаната точка и на екватора, a J (B) и J (Ve) са интензитети като функция на B и Ve; n = 1, 8-2 [50].

Например, за протони в равнината на геомагнитния екватор на ширини λ ~ 30 ° (V / Ve = 3) и λ ~ 44 ° (V / Ve = 10), стойността на дозите на радиация на протонния компонент ще намалее с 10 и 100 пъти, съответно. И ако по траекторията Земя-Луна, според легендата на НАСА, полетът е извършен над геомагнитната ширина от 30 градуса, тогава, според универсалното изменение на височината на интензивността на протонните потоци, дозата на радиация може да бъде намалена с порядък по величина.

Въпреки това, връщането на Земята и спускането бяха близо до геомагнитния екватор (Аполо 12 и Аполо 15 - 0-2 градуса северна геомагнитна ширина, като се вземе предвид годишното изместване на магнитните полюси). Дозите на радиация ще съответстват максимум стойности. Преминаването на протонния радиационен пояс на Земята предизвиква ефекта три порядъка по-високи официални дози радиация за Аполон.

Резултатът е остра лъчева болест, изстрелване към Луната по схемата на НАСА след магнитни бури - това е 100% фатално … Реалните получени радиационни дози ще бъдат много по-високи от официалните на НАСА. Очевидно американският десант е измислена легенда. За съжаление, тези доказателства изискват най-солидни и най-постоянни доказателства. Защото твърде много хора нямат очи, за да го видят (Ф. Ницше).

Електронният компонент на земния радиационен пояс

Външният радиационен пояс е открит от съветски учени, разположен на височини от 9000 до 45000 км. Той е много по-широк от вътрешния (простира се на 50 ° северно и 50 ° южно от екватора). Електронният компонент на радиационните пояси претърпява значителни пространствени и времеви вариации в зависимост от три параметъра: местно време, ниво на геомагнитно смущение и фаза на цикъла на слънчевата активност.

Максималната абсорбирана доза, създадена от външния колан за един час, може да бъде огромна - до 100 Грей. Проблемът с радиационната защита на външния колан е по-малко сложен от проблема с радиационната защита на вътрешния колан. Външният колан е съставен предимно от нискоенергийни електрони, които са защитени от конвенционалните материали за кожата на космическия кораб.

Въпреки това, с такава защита Генерират се твърди и меки рентгенови лъчи (ефект „рентгенова тръба“). Рентгеновите лъчи са йонизиращи и дълбоко проникващи, при равни други условия за другите видове радиация. Полетът през радиационния пояс по пътя към Луната и обратно отнема около 7 часа. Аполо 13 според легендата НАСА наистина се "връща" в лунния модул с дебелина на защита пет пъти по-малко отколкото за командния модул. През това време радиацията засяга тъканите на живите организми, може да бъде причина за лъчева болест, лъчеви изгаряния и злокачествени тумори и накрая е мутагенен фактор.

Ще използваме следните данни и ще изчислим дозата на радиация

По-долу са представени профилите на интегралния интензитет на електрони с различни енергии, осреднени във времето и по всички стойности на географската дължина за (а) - минимума на слънчевата активност, (б) - за епохата на максимум [48].

Фигурата показва, че през епохата на максимална слънчева активност, радиационната доза, създадена от външния пояс, се увеличава 4-7 пъти. Припомняме, че 1969 - 1972 г. беше годината на пика на 11-годишната слънчева активност. Както и за протоните, за електронния компонент на ERB има универсална вариация на височината, n = 0, 46 [50]. Движението на височина за електроните е по-малко критично, отколкото за протоните. Например, за електрони на ширини λ ~ 30 ° (V / Ve = 3) и λ ~ 44 ° (V / Ve = 10), стойността на дозите на радиация на електронния компонент ще намалее с 1, 7 и 3, 1 пъти, съответно. Това означава, че според полета на НАСА до Луната и връщане на Земята, Аполон не може да избяга електронен компонент на RPZ. Резултатите от изчисляването на дозата на радиация и характеристиките на използвания електронен компонент на ERP са показани в таблица 2.

Раздел. 2. Характеристики на електронния компонент на ERP, ефективния обхват на електроните в Al, времето на полета на ERB от Аполон до Луната и при завръщане на Земята, съотношението на специфични радиационни и йонизационни загуби на енергия, коефициентите на поглъщане на Рентгенови лъчи за Al и вода, еквивалентната и погълната доза радиация *

Резултатите показват, че конвенционалната защита на космическите кораби намалява радиационния ефект на електронния компонент на радиационните пояси с хиляди пъти. Получените стойности на дозата на радиация не са опасни за живота на космонавтите. Основен принос към дозите на радиация имат електроните с енергия 0,3-3 MeV, които генерират твърди рентгенови лъчи.

Обърнете внимание на факта, че радиационният ефект е с 1-2 порядъка по-висок от официалния доклад на НАСА за мисиите на Аполо. Толкова за Аполо 13 стойността на погълнатата доза е 0,24 rad. Изчислението дава стойност от ~ 34, 5 rad, това 144 пъти повече … В същото време радиационният ефект почти се удвоява с намаляване на ефективната защита от 7,5 на 1,5 g / cm2, докато докладът на НАСА показва обратното. За Аполо 8 и Аполо 11 официалните дози на радиация са съответно 0, 16 и 0,18 rad.

Изчислението дава 19,4 rad. Това е съответно 121 и 108 пъти по-малко. И само за Аполо 14 официалните дози на облъчване са 1,14 рад, което е със 17 по-малко от изчислената. Има сезонни вариации за електронния компонент на RPZ. На фиг. 5 са показани потоците на релативистки електрони за едно преминаване на пояса по сателитни данни на ГЛОНАСС и геомагнитните индекси Кр и Dst за 1994-1996 г. Удебелите линии представляват резултатите от изглаждането на измерване. Представените данни показват добре забележими сезонни вариации: електронните потоци през пролетта и есента са 5-6 пъти по-високи от минималните - през зимата и лятото.

Стартиране и кацане Аполо 13 се състоя съответно през пролетта на 11.04.1970 г. и 17.04.1970 г. Очевидно електронните потоци ще бъдат няколко пъти по-високи от средните. Това означава, че стойността на погълнатата радиационна доза ще се увеличи няколко пъти и ще бъде 43-52 rad. Това е 200 пъти повече от официалните данни. По същия начин, за Аполо 16 (изстрелване и кацане, съответно, 16.04.1972 г. и 27.04.1972 г.) дозата на радиация ще бъде 25-30 rad. По време на магнитни бури понякога има промяна в интензитета на електроните в ERB 10-100 пъти и повече през епохата на максимална слънчева активност. В този случай дозите на радиация могат да се повишат до опасни стойности за живота на астронавтите и да достигнат до 10 сиверта и повече. По правило през тези периоди преобладава инжектирането на частици, особено при силни магнитни смущения. На фиг. 6 са показани профилите на интензитета на електрони с различни енергии в тихи условия (фиг. 6а) и 2 дни след магнитната буря на 4 септември 1966 г. (фиг. 6б) [48].

Един от полетите до Луната според доклада на НАСА е бил Аполо 14: Алън Шепърд, Едгар Мичъл, Стюарт Руса 31.01.1971 - 02.09.1971 GMT / 216: 01: 58 Трето кацане на луната: 05.02.1971 09:18:11 - 1971-06-02:42 33 ч. 31 мин. / 9 ч. 23 мин. 42.9.

На 27 януари, няколко дни преди изстрелването на Аполо, започна умерена магнитна буря, която се превърна в малка буря на 31 януари [49], което предизвика слънчево изригване към Земята на 24.01.1971 г. Очевидно може да се очаква повишаване на нивото на радиация 10-100 пъти или 1-10 Sievert (100-1000 rad). В случай на радиационна доза от 10 Sieverts радиационният ефект при прелитане през пояса на Ван Ален - 100% фатален.

Резултати от полета Аполо 14 Беше:

На фиг. 8 показва промяната в профилите на интензитета на електрони с енергия 290-690 keV преди и след магнитна буря.

Ориз. 8 показва, че след 5 дни плътността на потоците от електрони с енергия 290-690 keV значително се разширява и е 40-60 пъти по-висока, отколкото преди магнитната буря, след 15 дни - 30-40 пъти по-висока, след 30 дни - 5 -10 пъти повече, след 60 дни - 3-5 пъти повече. Само след 3 месеца електронният компонент на ERP идва в равновесно състояние. Значителни пространствени и времеви промени в електронните потоци в цялата област на поясите през една година са показани на фиг. 9.

Както се вижда, значителните вариации в електронния компонент на ERB в интензитета и в пространството на относително тихо състояние на радиационния пояс на Земята отнемат четвърт година. По време на магнитни бури потоците от частици значително се разширяват във външната област и се "плъзгат" по-близо до Земята, запълвайки преди това празни зони от уловена радиация.

Рязкото увеличаване на електронния поток създава реална заплаха за спътниците и пилотите на космически кораби по пътя Земя-Луна, разположени в зоната на изблици на техния поток. Вече са отбелязани доста случаи, когато отказът на отделни сателитни системи или дори прекратяването на тяхното функциониране е свързано с рязко увеличаване на потока от релативистки електрони. Мощен поток от електрони с енергия от няколко MeV, през и през обвивката на спътника, електрони с по-ниска енергия генерират огромен поток от вторично спирачно лъчение, състоящ се от твърди рентгенови лъчи.

Дози радиация в окололунното пространство и на повърхността на Луната

В околоземна орбита астронавтите са защитени от магнитосферата на Земята. В окололунното пространство или на лунната повърхност целият поток на слънчевия вятър се поема от тялото на космическия кораб или лунния модул. Потокът от протони може да бъде пренебрегнат (очевидно, с изключение на слънчево-протонните събития). Плътността на електронния поток в слънчевия вятър се променя с два до три порядъка, понякога само в рамките на една седмица.

Когато се сблъскат с кожата на кораб или модул, електроните спират и пораждат рентгенови лъчи, които имат огромна проникваща способност (дебелината на екранировката 7,5 g/cm2 алуминий ще намали само наполовина дозата на радиация). По-долу е дадена графика на промените в дозата на радиация, рад / ден от 1996 до 2013 г., която астронавт получава с дебелина на външната защита от 1,5 g / cm2:

Ориз. 10. Промени в дозата на радиация, рад/ден от 1996 г. до 2013 г., която астронавт получава с дебелина на външната екранировка 1,5 g/cm2 в окололунното пространство. Нелинейната скала вляво е нивата на електронния поток за слънчевия вятър според сателитните данни на ACE, нелинейната скала вдясно е дозата на радиация в единици rad на ден. Хоризонталните линии маркират нивата за сравнение: жълто е дозата при единична рентгенова снимка на гръдния кош, оранжева е дозата при томография на прешлените.

От фиг. 10, че дозите на радиация в окололунното пространство и на лунната повърхност са неправилни. В годината на минимална слънчева активност дозите на радиация са 0,0001 rad. В годината на максимална слънчева активност те варират от 0,003 до 1 rad / ден (забележка - за електрони rem = rad; неравномерността на електронните потоци в слънчевия вятър през годините на максимална слънчева активност е свързана със слънчеви изригвания, които се появяват ежедневно).

За един месец в лунното пространство астронавтите за стойност, съответстваща на 1-31 октомври 2001 г., получават дози от 0,5 rad, средно 0,016 rad / ден; за стойност, съответстваща на 1-30 ноември 2001 г., се получават дози от 3, 4 rad, средно 0, 11 rad / ден; осредненото за два месеца е - 3,9 rad за 60 дни или 0,065 rad/ден. Това означава, че дозите на радиация, получени от астронавтите от 9 мисии само по време на престоя им в лунното пространство, са по-високи от декларираните от НАСА и трябва да имат значителни вариации.

Това противоречи на данните от мисиите на Аполо. При по-висока плътност на електронния поток, както и при дълъг престой извън магнитосферата на Земята (100 дни), дозите могат да се доближат до стойностите на лъчева болест - 1,0 Sv. Допълнително - Архив на радиационните дози от 1 януари 2010 г. Очевидно тези радиационни дози се сумират с други дози, например при преминаване през радиационния пояс на Земята, в резултат на това имаме стойностите, които астронавтът получава, когато полет до Луната и връщане на Земята.

Дискусия

Изминаха 40 години от мисиите на Аполо. Досега никой не дава точна прогноза за геомагнитни смущения. Те говорят за вероятността от геомагнитни смущения (магнитна буря, магнитна буря) за един ден, за няколко дни. Точността на прогнозата за седмицата е под 5%. По-непредсказуем характер се отбелязва за електроните на слънчевия вятър. Това означава, че с вероятност от поне 20-30% астронавтите от мисиите Аполо ще попаднат в непредсказуем мощен поток от електрони от радиационния пояс на Земята и слънчевия вятър. Полетът на Аполон през външния RPZ и слънчевия вятър в ерата на активното слънце може да се сравни с хусарска ролетка, когато един патрон е зареден в празен барабан на 4-патронен револвер! Направени са 9 опита. Вероятността да не получите остра лъчева болест

Опит	Вероятност за оцеляване
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

Това е еквивалентно на почти 100% от лъчевата болест.

За да обобщим, нека кажем: двойното преминаване на радиационния пояс на Земята по схемата на НАСА води до смъртоносни дози радиация от 5 сиверта или повече по време на магнитни бури. Дори ако Аполон беше придружен от късмет:

1. дозите на радиация по време на преминаването на протонния компонент на ERP биха били 100 пъти по-малки,
2. преминаването на електронния компонент на ERP ще бъде с минимални геомагнитни смущения и ниска магнитна активност,
3. ниска електронна плътност в слънчевия вятър,

тогава общата доза радиация ще бъде най-малко 20-30 rem. Дозите на радиация не са опасни за човешкия живот. Въпреки това, в този случай, радиационният ефект с два порядъка по-високи от стойностите, посочени в официалния доклад на НАСА! Таблица 3 показва общите и дневните дози на радиация от пилотирани космически полети и данни от орбитални станции.

Таблица 3. Общи и дневни дози на радиация от пилотирани полети на космически кораб и на орбитални станции

мисия	изстрелване и кацане	продължителност	орбитални елементи	сума радиационна доза, рад [източник]	средно на ден, рад/ден
Аполо 7	11.10.1968 / 22.10.1968	10 д 20 ч 09 м 03 сек	орбитален полет, орбитална височина 231-297 км	0, 16 [51]	0, 015
Аполо 8	21.12.1968 / 27.12.1968	6 д 03 ч 00 м	полет до Луната и завръщане на Земята според НАСА	0, 16 [51]	0, 026
Аполо 9	03.03.1969 / 13.03.1969	10 д 01 ч 00 м 54 сек	орбитален полет, орбитална височина 189-192 км, на третия ден - 229-239 км	0, 20 [51]	0, 020
Аполо 10	18.05.1969 / 26.05.1969	8 д 00 ч 03 м 23 сек	полет до Луната и завръщане на Земята според НАСА	0, 48 [51]	0, 060
Аполо 11	16.07.1969 / 24.07.1969	8 д 03 ч 18 м 00 с	полет до Луната и завръщане на Земята според НАСА	0, 18 [51]	0, 022
Аполо 12	14.11.1969 / 24.11.1969	10 д 04 ч 25 м 24 сек	полет до Луната и завръщане на Земята според НАСА	0, 58 [51]	0, 057
Аполо 13	11.04.1970 / 17.04.1970	5 д 22 ч 54 м 41 с	полет до Луната и завръщане на Земята според НАСА	0, 24 [51]	0, 041
Аполо 14	01.02.1971 / 10.02.1971	9 д 00 ч 05 м 04 сек	полет до Луната и завръщане на Земята според НАСА	1, 14 [51]	0, 127
Аполо 15	26.07.1971 / 07.08.1971	12 д 07 ч 11 м 53 сек	полет до Луната и завръщане на Земята според НАСА	0, 30 [51]	0, 024
Аполо 16	16.04.1972 / 27.04.1972	11 д 01 ч 51 м 05 сек	полет до Луната и завръщане на Земята според НАСА	0, 51 [51]	0, 046
Аполо 17	07.12.1972 / 19.12.1972	12 д 13 ч 51 м 59 с	полет до Луната и завръщане на Земята според НАСА	0, 55 [51]	0, 044
Skylab 2	25.05.1973 / 22.06.1973	28 д 00 ч. 49 м. 49 сек	орбитален полет, орбитална височина 428-438 км	2, 90-3, 66 [52]	0, 103-0, 131
Skylab 3	28.07.1973 / 25.09.1973	59 д. 11 ч. 09 ч. 01 ч	орбитален полет, орбитална височина 423-441 км	5, 87-6, 74 [50]	0, 099-0, 113
Skylab 4	16.11.1973 / 08.02.1974	84 д 01 ч 15 м 30 с	орбитален полет, орбитална височина 422-437 км	10, 88-12, 83 [50]	0, 129-0, 153
Совалка Мисия 41-C	06.04.1984 / 13.04.1984	6 д 23 ч 40 м 07 сек	орбитален полет, перигей: 222 км апогей: 468 км	0, 559	0, 079
ОС "Мир"	1986-2001	15 години	орбитален полет, орбитална височина 385-393 км	- – -	0, 020-0, 060 [7]
ОС "МКС"	2001-2004	Четири години	орбитален полет, орбитална височина 337-351 км	- – -	0, 010-0, 020 [7]

Може да се отбележи, че радиационните дози на Аполо 0, 022-0, 127 rad / ден, получени от астронавтите по време на полета до Луната, не се различават от дозите на радиация от 0, 010-0, 153 rad / ден по време на орбитални полети. Влиянието на радиационния пояс на Земята е нулево. Въпреки че настоящото изчисление показва, че дозите на радиация от мисии до Луната ще бъдат 100-1000 пъти или повече по-високи.

Може също да се отбележи, че най-нисък радиационен ефект от 0,010-0,020 rad/ден се наблюдава за орбиталната станция на МКС, която има ефективна защита от 15 g/cm2 и е в ниска референтна орбита на Земята. Най-високите дози на радиация от 0, 099-0, 153 rad / ден са отбелязани за Skylab OS, която има защита от 7,5 g / cm2 и лети във висока референтна орбита.

Заключение

Аполон не е летял до Луната те обикаляха в ниска референтна орбита, защитени от магнитосферата на Земята, симулирайки полет до Луната, и получаваха дози радиация от конвенционален орбитален полет. Изобщо историята на „престоя на човека на Луната“е на няколко десетилетия! Полетът на американците до Луната може да се сравни с игра на шах. От една страна беше НАСА, великодържавният престиж на нацията, политиците и „застъпниците“на НАСА, от друга страна имаше Ралф Рене, Ю. И. Мухин, А. И. Попов и много други ентусиазирани противници. Противниците организираха много шахматни проверки, една от последните - "Човек на Луната. Слънцето на снимките на Аполон е 20 пъти по-голямо!" Тази статия, от името на всички противници, е обявена за мат на НАСА. Въпреки опасността от RPG и политиката, разбира се, човечеството няма да остане завинаги на Земята …

Основният начин за заобикаляне на радиационните пояси на Ван Ален е промяна на пътя на полета до Луната и електромагнитна защита от електрони.