Vesmírne agentúry oznamujú možnosť letu s ľudskou posádkou na Mesiac a Mars v nie príliš vzdialenej budúcnosti a médiá vyvolávajú strach v mysliach obyvateľov mesta článkami o kozmickom žiarení, magnetických búrkach a slnečnom vetre. Pokúsme sa pochopiť koncepty jadrovej fyziky a posúdiť nebezpečenstvo.
Encyklopedické informácie
Pod pojem kozmické žiarenie spadá každé elektromagnetické žiarenie, ktoré je mimozemského pôvodu. Sú to prúdy nabitých a nenabitých častíc rôznych energií, ktoré sa pohybujú vo vesmíre a dostávajú sa do magnetického obalu našej planéty a niekedy aj na povrch Zeme. Ľudské zmysly ich nevnímajú. Hviezdy a galaxie slúžia ako zdroje kozmického žiarenia.
História objavov
Prvenstvo v objave existencie kozmického žiarenia (nazýva sa tak aj žiarenie) patrí rakúskemu fyzikovi W. Hessovi (1883-1964). V roku 1913 skúmal elektrickú vodivosť vzduchu. V spolupráci s amerfyzik Carl David Andersenon (1905-1991) dokázal, že elektrická vodivosť vzduchu vzniká v dôsledku pôsobenia kozmického ionizujúceho žiarenia v atmosfére. Za svoj výskum dostali obaja vedci v roku 1936 Nobelovu cenu. Ďalší výskum v oblasti vlastností hmoty a slabých interakcií umožnil už v 50. rokoch minulého storočia odhaliť spektrum týchto žiarení a pôvod pozitrónov, piónov, miónov, hyperónov a mezónov.
Galaktické kozmické žiarenie
Energia kozmického prúdu v jadrovej fyzike sa meria v elektrónvoltoch a rovná sa 0,00001-100 quintiliónom. Prúd častíc primárneho (galaktického) kozmického žiarenia pozostáva z jadier hélia a vodíka. Tok žiarenia je oslabený magnetosférou našej slnečnej sústavy, magnetickými poľami Slnka a planét. Zemská atmosféra a jej magnetické pole chráni život na našej planéte. Keď sa častice dostanú do atmosféry, zažijú kaskádové jadrové premeny, ktoré sa nazývajú sekundárne žiarenie. Vesmírne telesá a žiarenie z výbuchov supernov vo vnútri galaxie Mliečna dráha slúžia ako zdroj tohto toku častíc alfa, beta a gama, ktoré sa na našu planétu dostanú vo forme takzvanej vzduchovej sprchy. V magnetickom poli Zeme sú častice alfa a beta vychyľované smerom k pólom, na rozdiel od neutrálnych častíc gama.
Slnečné kozmické žiarenie
Povahou je podobná galaktickej, vyskytuje sa v chromosfére Slnka a je sprevádzaná výbuchomplazmovej hmoty, po ktorej nasledujú výrazné výrony a magnetické búrky. Pri bežnej slnečnej aktivite je hustota a energia tohto prúdenia malá a vyrovnáva ich galaktické kozmické žiarenie. Počas erupcií sa hustota toku výrazne zvyšuje a prevyšuje žiarenie prichádzajúce z Galaxie.
Obyvateľom planéty nehrozí žiadne nebezpečenstvo
A je to naozaj tak. Od objavu kozmického žiarenia ho vedci neprestali študovať. Nedávne štúdie potvrdzujú, že škodlivé účinky týchto prúdov pohlcuje atmosféra planéty a ozónová vrstva. Môže spôsobiť poškodenie astronautov a predmetov, ktoré sú vo výške viac ako 10 kilometrov. Je celkom jednoduché predstaviť si proces kaskádového ničenia tohto nebezpečného prúdu častíc v atmosfére. Predstavte si, že ste zhodili Lego vežu z obrovského schodiska. Na každom kroku z nej odletí veľa kúskov. Takto sa nabité častice kozmického žiarenia zrážajú s jeho atómami v atmosfére a strácajú svoj deštruktívny potenciál.
Ale čo astronauti?
Človek je prítomný vo vesmíre v rámci magnetického poľa Zeme. Dokonca aj Medzinárodná vesmírna stanica, hoci sa nachádza mimo atmosféry, je ovplyvnená magnetickým poľom planéty. Výnimkou sú lety astronautov na Mesiac. Okrem toho je dôležitá aj dĺžka expozície. Najdlhší let vo vesmíre trval niečo vyše roka. Zdravotné štúdie astronautov uskutočnené vesmíromNASA ukázala, že čím vyššiu dávku vesmírneho žiarenia dostali, tým väčšia bola pravdepodobnosť vzniku šedého zákalu. Zatiaľ nie je dostatok údajov, hoci za hlavné nebezpečenstvo pri medziplanetárnom cestovaní sa považuje kozmické žiarenie.
Kto poletí na Mars?
Federálny úrad pre letectvo USA tvrdí, že po 32-mesačnom lete na červenú planétu dostanú astronauti takú dávku kozmického žiarenia, ktorá povedie k smrteľnej forme rakoviny u 10 % mužov a 17 % ženy. Okrem toho sa výrazne zvyšuje riziko vzniku šedého zákalu, pravdepodobnosti neplodnosti a genetických abnormalít u potomkov. Pridajte k tomu poruchy v procesoch neurogenézy v hipokampe – mieste, kde sa rodia neuróny, a pokles dlhodobej pamäte. Na zníženie tohto vplyvu musia dizajnéri ešte vynájsť ochranné brnenie pre vesmírne lode s vyššou rýchlosťou a nové účinné neuroprotektory pre astronautov.
Častice z vesmíru rozbíjajú gadgety
Profesor z University of Wadrerbilt (USA) Bharat Bhuva zistil, že elektronické zariadenia môžu pod vplyvom kozmického žiarenia zlyhať. Podľa jeho výskumu môžu subatomárne častice žiarenia vytvárať rušenie v integrovaných obvodoch vysoko presných elektronických zariadení, čo vedie k zmene údajov v ich pamäti. Ako dôkaz sa uvádzajú nasledujúce skutočnosti:
- V meste Schaerbeek (Belgicko) v roku 2013 jeden z kandidátov naParlament získal výrazne vyšší počet hlasov, ako bolo možné. Presne takto bolo zaznamenané zlyhanie v registri zariadenia, ktoré počítalo hlasy. Po vyšetrovaní sa dospelo k záveru, že príčinou zlyhania bolo kozmické žiarenie.
- V roku 2008 lietadlo, ktoré bolo na trase z austrálskeho Perthu do Singapuru, prudko vzrástlo o 210 metrov. Jedna tretina všetkých cestujúcich a posádky utrpela zranenia. Dôvodom je zlyhanie autopilota. Počítače leteckej spoločnosti navyše vygenerovali aj niekoľko chýb. Vyšetrovanie vylúčilo všetky možné príčiny takýchto porúch v systémoch, okrem kozmického žiarenia.
Zhrnutie
Správcovia systému a programátori teraz majú vysvetlenie pre chyby a zlyhania v počítačovej technológii. Za všetko môže kozmické žiarenie! A ak bez vtipov – pripomeňme si, že život na planéte Zem vo všeobecnosti a naše telo zvlášť sú veľmi krehké biologické systémy. Miliardy rokov biologickej evolúcie testovali všetky formy organického života v podmienkach našej planéty. Môžeme sa chrániť pred mnohými, ale vždy existujú hrozby, ktorých sa treba báť. A aby ste sa mohli správne chrániť, musíte vedieť o hrozbách. Aware znamená ozbrojený. Ale astronauti budú stále lietať na Mars, možno nie do roku 2030, ale určite budú lietať! Koniec koncov, my ľudia budeme vždy mieriť ku hviezdam!
