סוכנויות החלל מכריזות על אפשרות של טיסה מאוישת לירח ולמאדים בעתיד הלא רחוק, והתקשורת מטיחה פחד במוחם של תושבי העיר עם מאמרים על קרניים קוסמיות, סערות מגנטיות ורוח שמש. בואו ננסה להבין את מושגי הפיזיקה הגרעינית ולהעריך את הסכנות.
מידע אנציקלופדי
תחת הרעיון של קרינה קוסמית נופלת כל קרינה אלקטרומגנטית שמקורה מחוץ לכדור הארץ. אלו הם זרמים של חלקיקים טעונים ולא טעונים של אנרגיות שונות הנעים בחלל החיצון ומגיעים לקליפה המגנטית של כוכב הלכת שלנו, ולפעמים לפני השטח של כדור הארץ. החושים האנושיים אינם קולטים אותם. כוכבים וגלקסיות משמשים כמקורות לקרינה קוסמית.
היסטוריית גילוי
הבכורה של גילוי קיומן של קרניים קוסמיות (קרינה נקראת כך) שייכת לפיזיקאי האוסטרי וו. הס (1883-1964). ב-1913 הוא חקר את המוליכות החשמלית של האוויר. בשיתוף פעולה עם האמריקאיתהפיזיקאי קארל דיוויד אנדרסון (1905-1991), הוא הוכיח שהמוליכות החשמלית של האוויר נוצרת כתוצאה מחשיפה לאטמוספירה של קרינה מייננת קוסמית. על מחקרם קיבלו שני המדענים את פרס נובל ב-1936. מחקר נוסף בתחום תכונות החומר ואינטראקציות חלשות אפשרו כבר בשנות ה-50 של המאה הקודמת לחשוף את הספקטרום של קרינות אלו ואת מקורם של פוזיטרונים, פיונים, מיואונים, היפרונים ומזונים.
קרניים קוסמיות גלקטיות
האנרגיה של הזרם הקוסמי בפיזיקה גרעינית נמדדת בוולט אלקטרוני ושווה ל-0.00001-100 קווינטיליון. זרם החלקיקים של קרינה קוסמית ראשונית (גלקטית) מורכב מגרעיני הליום ומימן. שטף הקרינה נחלש על ידי המגנטוספירה של מערכת השמש שלנו, השדות המגנטיים של השמש וכוכבי הלכת. האטמוספרה של כדור הארץ והשדה המגנטי שלו מגנים על החיים על הפלנטה שלנו. ברגע שהם נמצאים באטמוספירה, החלקיקים חווים טרנספורמציות גרעיניות מדורגות, הנקראות קרינה משנית. גופי חלל וקרינה מפיצוצי סופרנובה בתוך גלקסיית שביל החלב משמשים כמקור לזרימה זו של חלקיקי אלפא, בטא וגמא המגיעים לכוכב הלכת שלנו בצורה של מה שנקרא מטר אוויר. בשדה המגנטי של כדור הארץ, חלקיקי אלפא וביטא מוטים לכיוון הקטבים, בניגוד לחלקיקי גמא ניטרליים.
קרינת שמש קוסמית
דומה בטבעו לגלקטיקה, הוא מתרחש בכרומוספרה של השמש ומלווה בפיצוץחומר פלזמה, ואחריו פליטות בולטות וסערות מגנטיות. במהלך פעילות שמש רגילה, הצפיפות והאנרגיה של זרימה זו קטנות, והם מאוזנים על ידי קרינה קוסמית גלקטית. במהלך התלקחויות, צפיפות השטף עולה מאוד ועולה על הקרינה המגיעה מהגלקסיה.
אין סכנה לתושבי כדור הארץ
וזה באמת. מאז גילוי הקרינה הקוסמית, מדענים לא הפסיקו לחקור אותה. מחקרים אחרונים מאשרים שההשפעות המזיקות של הזרמים הללו נספגות באטמוספירה של כדור הארץ ושכבת האוזון. זה יכול לגרום נזק לאסטרונאוטים וחפצים שנמצאים בגובה של יותר מ-10 קילומטרים. די קל לדמיין את תהליך ההרס המדורג של זרם החלקיקים המסוכן הזה באטמוספירה. תאר לעצמך שהפלת מגדל לגו מגרם מדרגות ענק. על כל צעד, חלקים רבים יעופו ממנו. כך מתנגשים חלקיקים טעונים של קרינה קוסמית עם האטומים שלה באטמוספירה ומאבדים את פוטנציאל ההרס שלהם.
אבל מה עם האסטרונאוטים?
האדם נמצא בחלל בתוך השדה המגנטי של כדור הארץ. אפילו תחנת החלל הבינלאומית, למרות שהיא ממוקמת מחוץ לאטמוספירה, מושפעת מהשדה המגנטי של כוכב הלכת. יוצאי דופן הם טיסות של אסטרונאוטים לירח. בנוסף, גם משך החשיפה משנה. הטיסה הארוכה ביותר בחלל נמשכה קצת יותר משנה. מחקרי בריאות אסטרונאוטים שבוצעו על ידי החללנאס א הראתה שככל שהמינון של קרינת החלל המתקבל גבוה יותר, כך גדל הסיכוי שהם יפתחו קטרקט. עדיין אין מספיק נתונים, למרות שקרינה קוסמית היא שנחשבת לסכנה העיקרית במסע בין כוכבי לכת.
מי יטוס למאדים?
מנהל התעופה הפדרלי בארה ב טוען שאחרי טיסה של 32 חודשים לכוכב הלכת האדום, האסטרונאוטים יקבלו מנה כזו של קרינה קוסמית שתוביל לסרטן קטלני ב-10% מהגברים ו-17% מהגברים. נשים. בנוסף, הסיכון לפתח קטרקט, הסבירות לאי-פוריות וחריגות גנטיות בצאצאים עולה באופן משמעותי. הוסיפו לכך הפרעות בתהליכי הנוירוגנזה בהיפוקמפוס – המקום בו נולדים נוירונים, וירידה בזיכרון לטווח ארוך. על מנת לצמצם את ההשפעה הזו, מתכננים עדיין צריכים להמציא שריון מגן עבור חלליות במהירות גבוהה יותר ומגנים עצביים יעילים חדשים עבור אסטרונאוטים.
חלקיקים מהחלל החיצון שוברים גאדג'טים
פרופסור מאוניברסיטת וואדרבילט (ארה ב) בהרט בהובה גילה שמכשירים אלקטרוניים עלולים להיכשל בהשפעת קרינה קוסמית. לפי מחקרו, חלקיקי קרינה תת-אטומיים יכולים ליצור הפרעות במעגלים המשולבים של מכשירים אלקטרוניים בעלי דיוק גבוה, מה שמוביל לשינוי בנתונים בזיכרון שלהם. העובדות הבאות מובאות כראיה:
- בעיר Schaerbeek (בלגיה) בשנת 2013, אחד המועמדים ל-הפרלמנט זכה במספר הקולות גבוה משמעותית מהאפשרי. כך בדיוק הבחינו בכשל ברישום של המכשיר שספר את הקולות. לאחר חקירה, התברר שהגורם לכשל הוא קרניים קוסמיות.
- בשנת 2008, מטוס הנוסעים, שהיה בנתיב מפרת' האוסטרלית לסינגפור, עלה בפתאומיות 210 מטר. שליש מכלל הנוסעים ואנשי הצוות נפצעו. הסיבה היא כישלון הטייס האוטומטי. בנוסף, גם מחשבי חברת התעופה יצרו מספר שגיאות. החקירה שללה את כל הגורמים האפשריים לשיבושים כאלה במערכות, למעט קרינה קוסמית.
סיכום
עכשיו למנהלי מערכות ולמתכנתים יש הסבר לתקלות וכשלים בטכנולוגיית המחשב. הקרינה הקוסמית אשמה בכל! ואם בלי בדיחות - בואו נזכור שהחיים על כדור הארץ בכלל והגוף שלנו בפרט הם מערכות ביולוגיות שבריריות מאוד. מיליארדי שנים של אבולוציה ביולוגית בדקו את כל צורות החיים האורגניות בתנאים של הפלנטה שלנו. אנחנו יכולים להגן על עצמנו מפני הרבה, אבל תמיד יש איומים שיש לחשוש מהם. וכדי להגן על עצמך כראוי, אתה צריך לדעת על האיומים. מודע פירושו חמוש. אבל אסטרונאוטים עדיין יטוסו למאדים, אולי לא עד 2030, אבל הם יטוסו בוודאות! אחרי הכל, אנו בני האדם תמיד נכוון לכוכבים!
