. Дубна: 13 oC
Дата 26.09.2020

26 17 01

Сотрудники Лаборатории радиационной биологии, российских академических институтов и университетов Италии обсуждали на конференции в Дубне безопасность планируемого полета к Марсу.

Радиобиологи, биофизики, медики, нейробиологи собирались вместе в Дубне уже не раз. Последняя встреча была посвящена нейрофизиологическим аспектам радиационного риска межпланетных полетов.

Все началось полвека назад

О необходимости таких исследований задумались после запуска первого спутника в 1957 году. Оказалось, что в излучении, идущем из глубин космоса, присутствует практически вся таблица Менделеева. Когда возник вопрос о запуске на орбиту живых существ, С.П. Королев поставил задачу оценки радиационной опасности.

В первую очередь интересовало действие протонов высоких энергий:  насколько оно  губительно и для человека и как отличается от уже известных электромагнитных излучений (гамма-излучения, рентгеновского). Моделировать условия космического облучения надо было на Земле. Для этого требовались ускорители.

Идеальной машиной для таких целей оказался функционирующий до сих пор синхроциклотрон ОИЯИ, ускоряющий частицы до энергий 600 МэВ.

Создали Институт медико-биологических проблем (ИМБП). Он  формировался из специалистов медико-биологического обеспечения различных военных организаций.

Сотрудники этого института и некоторых военных организаций привлекались для постановки первых экспериментов на пучках синхроциклотрона по выяснению опасности протонов высоких энергий для биологических объектов. В ИМБП эти работы тогда возглавил профессор Ю.Г. Григорьев (он, кстати, участвовал в конференции с докладом о влиянии мобильных телефонов на головной мозг).

Исследования по определению биологического воздействия протонов проводились на различных биологических объектах – от вирусов, бактерий и клеток до мелких и крупных лабораторных животных, включая собак и обезьян.

Под солнечным ветром

С течением времени проблема влияния галактического космического излучения на здоровье человека стала постепенно отходить на второй план, поскольку при орбитальных полетах под защитой магнитного поля Земли оно представляло не главную опасность, и к тому же от него удавалось защищаться. Но когда в Европе, США (возможно, вскоре и в Китае) стали возникать проекты межпланетных перелетов, этой проблеме стало уделяться гораздо больше внимания.

Если раньше главной считалась опасность возникновения онкологических заболеваний, то в последние годы все больше внимания уделяется влиянию излучения на работоспособность, умственные способности человека, состояние его высшей нервной деятельности.

Неспроста и конференция в Дубне была посвящена нейрофизиологии. Но не только ей.

Директор НИИ ядерной физики МГУ М.И. Панасюк в докладе «Тяжелые ядра в космосе» остановился на проблеме воздействия тяжелых космических ядер на электронику в спутниках и космических станциях.

Между воздействием космического излучения на микросхемы и на биологические структуры много общего. Как и в биологических структурах, сбои в твердотельной электронике бывают обратимыми и необратимыми, когда спутник просто гибнет. А воздействующий на электронику поток космического излучения зависит от солнечной активности.

В годы максимально активного Солнца солнечный ветер «выметает» из Солнечной системы частицы космического излучения и количество сбоев электроники заметно падает, при минимальной активности нашей звезды поток космического излучения возрастает, а с ним возрастает и количество сбоев электронной аппаратуры.

Сегодня первую опасность представляют радиационные пояса Земли – это частицы (в том числе и тяжелые), захваченные магнитным полем Земли.

Люди на околоземных орбитах пока не поднимаются выше 400 км, а значит, оказываются ниже земных магнитных поясов, за исключением области Южно-Атлантической магнитной аномалии, которую МКС «чиркает» на каждом витке. Вызывается аномалия «провисанием» и утончением магнитного пояса Земли в этом районе, который появился из-за аномалии в земном ядре.

В области аномалии МКС подвергается повышенному облучению высокоэнергичных нейтронов и других частиц, поскольку здесь потоки радиации более сильны, что делает вероятность сбоев электроники достаточно высокой.

В одном из экспериментов, еще на космической станции «Мир», был задействован участник конференции Сергей Авдеев. На космонавта надевалась специальная аппаратура, регистрирующая число вспышек в глазах, которые возникают при попадании тяжелых заряженных частиц на сетчатку. В районе аномалии их число резко возрастало. Результаты эксперимента, опубликованные в представительном журнале Nature, вызвали отклик в научном сообществе.

По мнению докладчика, наличие аномалии нужно учитывать всегда при планировании любого запуска в космос. «Когда планировался полет автоматической станции «Фобос-Грунт», с нас потребовали оценку радиационной обстановки. Мы подготовили – она была нормальная, но команда на переход станции на другую орбиту была дана как раз в районе аномалии. И вот печальный результат…»

Мозг в опасности

В результате воздействия космического излучения на человека возникают генетические изменения, раковые заболевания. Оно действует на структуру глаза, в котором повреждаются хрусталик и сетчатка, но это уже отдаленные последствия, которые проявляются не сразу.

Самое опасное для космонавта – нарушения пространственной ориентации, возникающие под действием космических частиц. Как показали опыты на мелких лабораторных животных, которых подвергали действию ионов железа, спустя три месяца у животных нарушилась пространственная ориентация, ухудшились способности к обучению, память.

Тяжелые заряженные частицы повреждают важнейшую структуру мозга, ответственную за формирование оперативной памяти, – гипокамп. В этом отделе мозга постоянно происходит образование новых нейронов, откуда они мигрируют в высшие отделы мозга и формируют «оперативную» и «долговременную» память. Это сложный процесс, последние исследования на эту тему были доложены на конференции. Такие последствия чрезвычайно опасны для космонавтов, поскольку все операторские функции, сама миссия могут быть поставлены под вопрос.

Это не все опасности, которые таит долгое космическое путешествие.. Смоделировать их все в земных условиях невозможно. Но исследования продолжаются, вот и проведенная конференция завершилась подписанием протоколов о сотрудничестве Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ и университетов Италии.

Дорогу осилит идущий.

Добавить комментарий

Комментарии не должны оскорблять автора текста и других комментаторов. Содержание комментария должно быть конкретным, написанным в вежливой форме и относящимся исключительно к комментируемому тексту.


Защитный код
Обновить