Текст книги "Путешествие к далеким мирам"
Автор книги: Карл Гильзин
сообщить о нарушении
Текущая страница: 21 (всего у книги 26 страниц)
Жизнь в условиях невесомости на корабле будет настолько непривычной, что почти всем, обычно полностью автоматическим действиям путешественникам придется учиться заново. Так, например, когда мы ходим, то не задумываемся, конечно, в каком порядке осуществлять все необходимые движения, они получаются «сами собой», автоматически. Иначе будет на корабле – эта автоматичность будет нарушена, согласованность движений исчезнет, ходить надо будет учиться заново, причем это будет гораздо более трудной задачей, чем учиться ходить после длительной болезни.
Не просто будет в условиях невесомости и… спать. Действительно, в переходе ко сну участвует сложная цепь взаимозависимых действий различных органов человеческого тела, о которых мы, естественно, ни на минуту не задумываемся, а просто засыпаем – и все. В условиях невесомости эта согласованная цепь расстроится, некоторых привычных сигналов не будет (например, не будет ощущения опоры). Удастся ли при этом заснуть? Трудно сказать. Не исключено, что пока не выработается новая привычка, придется «помогать» путешественникам заснуть, крепко-накрепко привязывать их к постели. Так что сон в воздухе, в центре кабины, как это иногда рисуется некоторым, вряд ли удастся. Впрочем, он не удастся не только поэтому. Ведь в условиях невесомости достаточно небольшой силы, чтобы вывести тело из равновесия. Такой силой будет в этом случае реакция струи воздуха при дыхании. Нос спящего будет действовать, как заправский реактивный двигатель пульсирующего типа. Его реактивная «тяга» будет перемещать спящего и одновременно вращать в воздухе кабины до тех пор, пока он не уткнется куда-нибудь в стену.
Интересный пример необычности условий жизни путешественников при невесомости приведен одним немецким ученым. Представьте себя в каюте корабля. Вы стоите на полу, сверху над вами потолок, все как положено. Конечно, в этих условиях «низ» и «верх» – понятия условные, но ковер на полу и люстра на потолке не позволяют вам их перепутать. Теперь вы приседаете и отталкиваетесь от пола. При этом примерно на 1 секунду вы снова начинаете весить, правда, всего около 10 килограммов – этот вес создается силой толчка. Под действием этой силы вы отправитесь в полет к потолку. Когда он окажется в угрожающей близости к вам, вы поднимете руки, чтобы упереться в потолок; как видите, руки оказались поднятыми, а не опущенными – это все дань прежнему представлению о том, где верх, а где низ. Но вот произошло столкновение с потолком, ваши руки оперлись о него рядом с люстрой. В это же мгновение снова появился вес. Вы опять стали весить все те же примерно 10 килограммов и опять примерно на 1 секунду. Но на этот раз вес направлен… не туда! Теперь, в этот момент встречи, вес тянет вас к бывшему потолку, «бывшему», потому что он становится для вас уже полом, это согласовывается с привычными для человека ощущениями. Вам покажется, что вы делаете стойку на руках, то есть как бы совершили невидимое сальто в каюте! Таких примеров можно было бы привести немало.
Существует физиологический закон, по которому характер реакции органов чувств человеческого тела на какое-нибудь возбуждение зависит от того основного фона, на котором произошло это возбуждение. Это легко пояснить каким-нибудь примером, допустим, связанным со зрением, хотя этот закон относится ко всем органам чувств.
Человеческий глаз обладает огромным диапазоном чувствительности: наиболее слабый источник света, различаемый глазом, примерно в миллиард раз слабее наиболее сильного источника, который мы можем безболезненно видеть. Но один и тот же источник света будет виден нам по-разному в зависимости от общей освещенности фона. Так, например, мы почти не обращаем внимания на автомобиль, едущий днем с зажженными фарами – они почти не видны. Но зато ночью или в абсолютной темноте комнаты зажженная спичка нас ослепляет.
В соответствии с этим законом отсутствие веса на корабле приведет к повышенной реакции на такие возбуждения, которых в обычных условиях мы почти не замечаем. Небольшой поворот головы, например, будет ощущаться как быстрое вращение, и т. д. Особенно неприятно это будет во сне: при этом не будет спасительной функции глаз, дающих правильное представление о происшедшем. Поэтому, вероятно, путешественников будут во время сна мучить кошмары, связанные с самыми невинными движениями тела.
Да, нелегко будет жить в условиях невесомости, в особенности без привычки!
Опыт слепых полетов на самолетах показывает, что человек может подавить неправильную информацию механорецепторов и основываться на наблюдении приборов. Это очень важное свойство вырабатывается летчиками путем длительной тренировки. Однако некоторые исследования показывают, что такая дисгармония ощущений и чувств, вполне согласованных в обычных условиях весомости, может вызвать некоторые определенные формы морской болезни.
Эти 4 кадра перерисованы с фотографий, сделанных на «невесомом» самолете (США).
Возможно, что отсутствие веса сделает океан мирового пространства очень «бурным» для астронавтов, поскольку они могут оказаться подвергнутыми жесточайшим приступам «межпланетной болезни».
В частности, можно полагать, что при отсутствии веса появятся серьезные нарушения в действии вестибулярного аппарата внутреннего уха, являющегося органом, воспринимающим перемену положения и изменения в движении человеческого тела и играющим важнейшую роль в обеспечении равновесия тела в покое и движении.
По мнению других ученых, длительный космический полет в условиях динамической невесомости может вызвать у пассажиров корабля нарастающую сонливость и слабость. Серьезную проблему представляет также обратный переход от невесомости к нормальному или даже увеличенному весу. А ведь именно так будет обстоять дело в реальном межпланетном полете – после длительного периода невесомости в полете на основном участке космической трассы придется совершать посадку, при которой вновь возникнут инерционные перегрузки. Как справится организм, мышцы которого в большей мере атрофировались в результате длительной невесомости, с этими перегрузками? Пожалуй, это будет не просто.
Проблема динамической невесомости начинает уже интересовать и авиацию. Современные высотные реактивные самолеты могут при резком снижении с больших высот, где сопротивление воздуха очень мало, создавать для летчиков условия невесомости примерно на 45–50 секунд. Подобные полеты не вызывали болезненных ощущений у летчиков, как и затяжные прыжки парашютистов с больших высот.
Несколько иные результаты дали аналогичные испытания, проведенные в США. Об этих испытаниях было сообщено на Международном астронавтическом конгрессе в Риме в сентябре 1956 года. Испытаниям, которые проводились на двухместном реактивном скоростном самолете, было подвергнуто 16 человек, причем всего было совершено более 300 испытательных полетов. Чтобы создать условия невесомости, самолет вначале набирал скорость при пикировании, а затем совершал полет по параболической траектории; точнее говоря, эта траектория была эллиптической, но при столь малых расстояниях разница между обеими траекториями неощутима. При полете по восходящей ветви этой траектории, когда самолет набирал высоту, двигатель работал на полную мощность, а на нисходящей ветви, при снижении самолета – на уменьшенной мощности, равной примерно трем четвертям от максимальной. Летчик, управлявший самолетом, вел его так, чтобы акселерометр, установленный в кабине, показывал нуль. Это и значило, что на самолете установилось состояние невесомости, состояние свободного падения под действием силы тяжести – остальные силы (сила тяги двигателя и силы воздействия воздуха на самолет) при этом уравновешивались. Такое состояние длилось примерно 40 секунд. За это время проводились различные исследования, связанные с невесомостью, причем осуществлялась автоматическая киносъемка. Предметы «плавали» в воздухе в кабине, жидкость не выливалась из сосуда и т. д. Пассажир самолета за это же время подвергался ряду испытаний, в частности должен был попасть карандашом в центр нарисованного квадрата и др.
Целью испытаний было выяснение общего самочувствия испытуемых и проверка того, насколько нарушается при невесомости координация их движений. Результаты оказались поучительными: одни из испытуемых чувствовали себя превосходно, как они потом сообщали, другие – неважно, а третьи – просто скверно: они ощущали настоящие приступы «воздушной болезни». Это лишний раз показывает, что к отбору будущих межпланетных путешественников придется относиться очень осторожно – индивидуальные особенности организма имеют большое значение не только в отношении влияния на него инерционных перегрузок, но, оказывается, и в отношении реагирования на состояние невесомости.
Схема полета ракеты для изучения невесомости.
Правда, все эти испытания в течение короткого времени очень непоказательны – они не дают правильного представления о том, как влияет на человека невесомость. Ведь и морская болезнь обычно проявляется не сразу, а примерно через 15–20 минут.
Поэтому возможно, что даже тот, кто хорошо переносит невесомость в течение полминуты, через четверть часа совершенно вышел бы из строя. Чтобы получить уверенный ответ на этот важнейший для астронавтики вопрос, следовало бы провести испытания большой длительности.
К сожалению, осуществить длительные испытания в условиях невесомости не просто. Даже весьма сложные установки для таких испытаний (первые установки были предложены еще Циолковским) все же не обеспечивают нужной длительности. Так, ведутся подобные опыты с использованием глубоких шахт угольных бассейнов, элеваторов и т. д. В этих опытах подвергающийся исследованию человек закрепляется в особой свободно падающей тележке и во время падения у него измеряется давление крови, изучается работа сердца и т. д.
Проект ракеты для изучения влияния невесомости человека.
Значительно более сложным, но зато и более эффективным было бы испытание с помощью высотных ракет, специально созданных для исследования влияния невесомости. По одному из зарубежных проектов («Журнал авиационной медицины», США, 1953 г.), такая ракета должна весить 21 тонну, из которых 17 тонн топлива. Сверху на ней устанавливается пассажирская кабина с человеком (общий вес полезной нагрузки примерно 1300 килограммов). За 2,5 минуты работы двигателя ракета должна уноситься на высоту около 70 километров, а затем еще лететь с остановленным двигателем около 230 километров, достигая более чем за 6 минут общей высоты подъема 300 километров. После остановки двигателя специальное устройство должно отделить кабину, которая в течение 5–6 минут будет лететь в свободном полете, а затем опустится на парашюте.
Пока еще такая ракета не создана, однако первые пассажиры уже летали, и не раз, в ионосферу с целью исследования влияния на них этого, по существу, космического полета и, главным образом, влияния невесомости в полете. Для полетов применялись специально приспособленные высотные ракеты, но летали на них не люди, а животные – мыши, попугаи, обезьянки, собачки. Их подвергали в полете детальным физиологическим обследованиям, автоматически снимали на кинопленку, изучая поведение в разных условиях, на разных этапах полета.
У нас в стране много раз летали на высоту до 210 километров (а в одном случае, в августе 1958 года, даже на высоту 450 километров) собаки, заключенные в герметическом отсеке высотной ракеты, причем в этом отсеке создавалась такая же искусственная атмосфера, какая будет существовать и в кабине межпланетного корабля.
Отсек с находящейся в нем собакой в конце полета отделялся от ракеты и опускался на парашюте, доставляя на землю в полной безопасности своего пассажира. В других случаях собаки находились на ракете не в герметическом отсеке, а в специальном «межпланетном» скафандре. В этих полетах скафандр прикреплялся к находящейся на ракете тележке, которая в нужный момент выбрасывалась из ракеты с помощью особого катапультирующего приспособления. Затем собака в скафандре тоже опускалась на парашюте.
В таких полетах на каждой ракете находилось по две собаки. Некоторые из них «налетали» в Космосе по нескольку часов, в частности, отличились собачки Альбина, Муха, Малышка, Козявка… Эти клички не случайны – приходилось подбирать «малогабаритных» пассажиров. Все собаки, летавшие в Космос, чувствуют себя сейчас превосходно. Их полеты, а также полет Лайки на искусственном спутнике дали много ценного для выяснения влияния космического полета на живые организмы. Получены данные и относительно влияния невесомости. Однако это никак не может заменить полета человека. Но и полет человека на высотной ракете не даст полного и исчерпывающего ответа, хотя, конечно, будет очень ценным, – слишком мало он длится. Ведь для окончательного заключения нужен не минутный, а часовой полет, полет в течение дней. Вот почему наиболее полно влияние невесомости будет изучено, когда появятся все более дальние и высотные пассажирские ракеты, а затем и искусственные спутники Земли с пассажирами на борту. Особенно ценными будут именно последние, так как продолжительность пребывания в условиях невесомости на спутниках будет практически неограниченной.
В настоящее время еще нельзя сказать со всей определенностью, понадобится ли создание искусственной тяжести на межпланетных кораблях и искусственных спутниках Земли или же удастся обойтись полумерами, вроде магнитных подковок на обуви. Вероятнее всего, искусственная тяжесть будет создаваться только на межпланетных кораблях, совершающих полеты между спутниками планет, то есть на основном участке космических трасс. При более коротком полете необходимости в этом не будет.
Комета Галлея пересекает орбиту Земли. На переднем плане – Луна.
Глава 22СМЕРТОНОСНЫЕ ЛУЧИ
Мировое пространство, в котором будет совершать свой полет межпланетный корабль, хоть и не имеет воздуха, однако вовсе не «пусто». В нем действительно мало вещества. Однако это пространство очень богато энергией: оно пронизывается мощным излучением различного рода.
Как будет сказываться это излучение на здоровье астронавтов? Защитят ли их от действия излучения, если оно окажется вредным, стенки межпланетного корабля? Вряд ли можно пускаться в межпланетный полет, не имея точного ответа на эти вопросы, не будучи уверенным, что излучение, пронизывающее мировое пространство, не окажется смертельным или даже просто вредным для пассажиров межпланетного корабля.
Живя на Земле, мы не знаем в точности, что представляет собой излучение, пронизывающее мировое пространство. Благодаря фильтрующему действию земной атмосферы мы можем на поверхности Земли улавливать лишь слабые отзвуки тех мощных процессов, которые происходят в верхних слоях атмосферы под действием врывающихся в нее из мирового пространства лучей. Земной поверхности достигает лишь незначительная часть первоначального излучения. Однако наука сумела, используя тончайшие приборы, поднимаемые на большие высоты с помощью воздушных шаров-зондов и высотных ракет, разгадать эту загадку природы.
Благодаря успехам науки мы теперь довольно точно представляем себе характер излучения, пронизывающего мировое пространство, хотя, конечно, в дальнейшем могут быть обнаружены пока еще неизвестные виды этого излучения.
Некоторые виды излучения оказывают вредное действие на человеческий организм, а при больших дозах могут оказаться и смертельно опасными. Следовательно, вопрос, поставленный в начале этой главы, вовсе не является праздным. Пассажиры межпланетного корабля должны быть защищены от вредного действия разных видов космического излучения. Вряд ли можно считать успешным межпланетный полет, когда корабль доставит к цели лишь бренные останки путешественников, убитых в пути смертоносными лучами.
Основным источником излучения, пронизывающего пространство, в котором будет совершать свой полет межпланетный корабль, является Солнце. Солнце, как и другие звезды, шлет во все стороны мощные потоки электромагнитного излучения различных длин волн. Здесь и самые длинные из таких волн – длиной от миллиметров до метров и даже десятков метров – это радиоволны, их улавливают радиотелескопы и изучает радиоастрономия. К радиоволнам примыкают тепловые лучи Солнца, так называемые инфракрасные, несущие с собой основное количество тепла, излучаемого Солнцем и обогревающего Землю; с этими волнами уносится половина всей энергии, излучаемой Солнцем. Длина инфракрасных волн – от десятых долей миллиметра до микронов, то есть тысячных долей миллиметра.
Инфракрасные волны начинают так называемый оптический спектр электромагнитного излучения; правда, сами эти волны невидимы, но уже считаются световыми. Впрочем, не исключено, что имеются живые существа, зрительный аппарат которых реагирует и на инфракрасный свет. Рядом с инфракрасными лучами в сторону волн с меньшей длиной волны лежит видимый свет, причем длина световой волны определяет ее «цвет»: самые длинные волны – красные, самые короткие – фиолетовые.
Затем в спектре солнечного излучения идут еще более короткие световые волны – ультрафиолетовые, с длиной волны в десятые и сотые доли микрона. И снова эти волны человеческий глаз не видит, хотя, например, насекомые на них реагируют и в их жизни они играют большую роль.
Замыкают оптический спектр солнечного излучения рентгеновы лучи. Кто не знает об этих чудодейственных лучах, невидимых, но делающих видимыми все внутренности человека? Без них медицина стала бы слепой…
Электромагнитные волны с наименьшей известной длиной волны – так называемые гамма-лучи – в спектре солнечного излучения пока не обнаружены. Эти волны имеют длину волны в миллиардные доли миллиметра. Встречаются даже еще более коротковолновые гамма-лучи.
Но Солнце излучает не только электромагнитные волны. Во все стороны от Солнца мчатся потоки мельчайших электрически заряженных частиц вещества, извергаемые нашим дневным светилом. Это – ядра атомов водорода, так называемые протоны, одни из тех элементарных «камешков», из которых сложена вся материя. С огромной скоростью врываются эти частицы в земную атмосферу, вызывая одно из наиболее красивых явлений природы – полярные сияния.
Однако Солнце – основной, но не единственный источник излучения, которому будет подвергаться любой межпланетный корабль. Околосолнечное пространство пронизывают во всех направлениях еще и другие лучи, получившие в науке название космических. Этим названием ученые подчеркнули то обстоятельство, что источник космических лучей лежит где-то в мировом пространстве, он до сих пор точно не известен. В последнее время, правда, установлено, что наше Солнце имеет непосредственное отношение и к этому излучению, но космические лучи несутся на Землю практически равномерно со всех сторон, так что уж во всяком случае Солнце – не единственный источник этого излучения.
Впрочем, мы говорим «лучи», хотя в действительности в данном случае речь идет не о волнах, не об электромагнитном излучении, а о потоках вещества, потоках корпускул, мельчайших частиц. Эти частицы представляют собой, в основном, протоны, как и частицы, испускаемые Солнцем во время вспышек на нем, – об этих частицах мы говорили выше. Однако в космических лучах имеются, хоть и в небольшом числе, и другие частицы – тоже ядра атомов, но уже не водорода, а более тяжелых атомов. Из этих «других» частиц подавляющее большинство – так называемые альфа-частицы, то есть ядра атомов гелия, состоящие из двух протонов и двух нейтронов (эти частицы примерно вчетверо тяжелее протонов). Небольшая часть ядер в космических лучах принадлежит более тяжелым атомам, вплоть до атомов индия – они в десятки раз тяжелее протонов. Но самое главное отличие космических частиц от протонов, излучаемых Солнцем, заключается в том, что космические частицы несут в себе неизмеримо большую энергию.
Какие же из перечисленных видов излучения, пронизывающего околосолнечное пространство, могут оказаться опасными для межпланетных путешественников?
Очевидно, опасными будут такие виды излучения, которые могут вызвать вредные биологические и химические изменения в человеческом организме. [133]133
Биологическое воздействие излучений изучается наукой, носящей название радиобиология.
[Закрыть]Конечно, могли бы оказаться опасными и температурные колебания, связанные с тепловым воздействием излучения, например, резкий перегрев организма, но этот вопрос уже был рассмотрен нами в главе 20, и здесь мы считаем, что температура в кабине корабля поддерживается все время комфортной.
Теория и опыт показывают, что биологическое и химическое воздействия излучения тем больше, чем короче длина волны этого излучения. Коротковолновое, или, как говорят, жесткое, излучение оказывает гораздо более сильное воздействие этого рода, чем длинноволновое излучение. Так, относительно длинноволновое инфракрасное и видимое излучения Солнца, заключающие в себе около 95 процентов всей энергии этого излучения, вызывают в основном нагрев и лишь небольшие химические изменения. Другое дело, например, ультрафиолетовое излучение, в особенности его коротковолновая часть. Лучи, лежащие в так называемой ближней ультрафиолетовой области солнечного спектра, то есть сравнительно длинноволновой, вызывают хорошо известный всем обычный загар, полезный для человека, содействуют образованию витаминов в теле, дезинфицируют помещения, питьевую воду. Правда, эти же лучи при длительном сильном облучении могут повредить глаза, вызвать ожог кожи.
Иное дело – более жесткие, то есть коротковолновые, ультрафиолетовые лучи солнечного спектра. Они не достигают земной поверхности, их задерживает, отфильтровывает земная атмосфера, и это – счастье для всего живого на Земле, ибо эти лучи весьма вредны для живых организмов. Впрочем, если бы дело обстояло иначе, то жизнь на Земле, по-видимому, тоже развивалась бы иначе; если та часть ультрафиолетового излучения, которая достигает земной поверхности, оказывается безвредной и даже полезной для человека, то это не чудесная счастливая случайность, а результат длительного, многовекового приспособления человеческого организма к существующим на Земле природным условиям.
Межпланетный корабль будет подвергаться действию всего спектра солнечного ультрафиолетового излучения, в том числе и того, которое обычно отфильтровывается земной атмосферой. К счастью, металлическая обшивка корабля практически полностью защищает его пассажиров от действия этого вредного излучения. Сложнее обстоит дело с окнами корабля. Правда, можно и нужно, конечно, изготовить эти окна из такого стекла, которое не пропускает ультрафиолетовых лучей – подобные стекла имеются. Однако они под действием этих лучей со временем темнеют и становятся мало прозрачными. Чтобы сохранить прозрачность окон, крайне необходимую астронавтам, их придется, вероятно, защищать ставнями, не пропускающими ультрафиолетовых лучей, например металлическими. Обидно, конечно, что пассажирам космического корабля, буквально купающегося в лучах никогда не заходящего ослепительного Солнца, придется проводить долгие дни межпланетного полета при искусственном освещении.
Оказывается, однако, что при желании можно «видеть» и через металлическую оболочку корабля, если она изготовлена из особого металла. Этим металлом является германий, получивший в последнее время известность благодаря своим замечательным свойствам полупроводника. Конечно, и на межпланетном корабле будут широко применены полупроводниковые приборы различного назначения, изготовленные из германия. И вот, оказывается, этот самый германий обладает еще одним совершенно неожиданным свойством – он прозрачен для света. Правда, он пропускает не видимый свет, а инфракрасные лучи, но зато их он пропускает так же беспрепятственно, как обычное стекло – лучи видимого света. Вот почему, возможно, межпланетный корабль будет иметь, помимо обычных окошек из специального стекла, еще и окошки из германия. Через эти окошки, которые, конечно, никогда не помутнеют от действия ультрафиолетовых лучей или ударов микрометеоритов, астронавты смогут беспрепятственно вести фотографирование в инфракрасных лучах – а ведь такое фотографирование в астрономии иногда важнее, чем обычное. Можно, при желании, устроить и телевизор, на экране которого будет рисоваться картина, видимая из корабля в инфракрасных лучах! Это будет большим подспорьем для астронавтов.
Живя на поверхности Земли, мы не подвергаемся действию рентгеновского излучения Солнца и даже не знали бы о его существовании, если бы приборы, унесенные высотными ракетами на большие высоты, не установили его наличие. Правда, до сих пор установлено лишь существование сравнительно мягкого рентгеновского излучения Солнца – эти рентгеновы лучи имеют гораздо большую длину волны, чем те, с помощью которых нас просвечивают в амбулатории. С большой степенью уверенности можно считать, что обшивка корабля будет надежно защищать астронавтов от рентгеновского излучения Солнца.
По характеру вредного воздействия на человека ультрафиолетовые и рентгеновы лучи принципиально одинаковы, за тем лишь исключением, что первые действуют только на наружные части тела, тогда как вторые проникают внутрь его, поражая также и внутренние органы. Это вредное воздействие заключается в том, что мощные кванты света – фотоны, сталкиваясь с атомами и молекулами в тканях человеческого тела, выбивают из этих атомов и молекул наружные электроны, то есть ионизируют их, превращают в электрически заряженные частицы – ионы. В результате такой ионизации нормальная работа клеток человеческого тела нарушается.
При очень сильной ионизации, которая возникает, например, под действием радиоактивного излучения при взрыве атомной бомбы, болезненные изменения в организме («лучевая болезнь») могут быть очень опасными и даже смертельными.
Чем меньше длина волны ионизирующего излучения, тем больше энергия фотона этого излучения и, соответственно, больше число образуемых фотоном ионов. Поэтому рентгеновы лучи более опасны, чем ультрафиолетовые.
Еще более опасными являются так называемые гамма-лучи, вызывающие несравненно большую ионизацию. [134]134
Рентгеновы лучи образуются при торможении быстро летящих электронов электронной оболочкой атомов и молекул. Гамма-лучи испускаются ядрами атомов при некоторых ядерных превращениях.
[Закрыть]Однако можно полагать, что интенсивность испускаемого Солнцем рентгеновского излучения мала, хотя исчерпывающих знаний в отношении его влияния на человека еще нет. Во всяком случае можно надеяться, что защитное действие оболочки межпланетного корабля сделает это излучение не опасным для астронавтов.
Сложнее с космическим излучением. Недаром проблема влияния космических лучей на межпланетных путешественников в последнее время привлекает все больший интерес и внимание астронавтики – эта проблема может стать камнем преткновения на пути в Космос, может оказаться непреодолимым препятствием. До сих пор мнения ученых об этом влиянии космического излучения расходятся, единодушия здесь нет. И если одни склонны к переоценке трудности этой проблемы, то другие, наоборот, проявляют, пожалуй, неоправданный оптимизм, недооценивая серьезность положения.
Мчащиеся с огромной скоростью частицы, входящие в состав космического излучения, образуют в организме, если они в него попадают, очень большое число ионов. В этом заключается главная неприятная особенность вредного действия космических лучей. Именно поэтому космические лучи производят в человеческом организме гораздо большие разрушения, чем другие виды излучения.
На Земле мы защищены от вредного действия космических лучей огромной толщей воздуха. Космические частицы не достигают земной поверхности, они сталкиваются с атомами воздуха. К нам долетают лишь частицы, образовавшиеся при таких столкновениях, то есть продукты происходящих при этом ядерных превращений. Эти вторичные частицы все еще обладают огромной энергией и потому чрезвычайно сильным ионизирующим действием. Однако это только жалкая тень того воздействия, которое оказали бы сами первичные космические частицы. На больших высотах ионизирующее действие космического излучения гораздо сильнее, чем у земной поверхности.
Как полагают ученые, вредное воздействие космического излучения связано не только с количеством образующихся в организме ионов, но и с тем, как эти ионы распределены по организму. Если человека облучить рентгеновыми лучами, то ионы распределяются в организме равномерно. Иначе обстоит дело в случае облучения космическими лучами. Путь каждой космической частицы, попавшей в организм, отмечается лавиной ионов, причем чем тяжелее частица, тем «гуще» оставляемый ею за собой ионный след. Вот такие же наэлектризованные колонны-«трубки» оставляют за собой в воздухе врывающиеся в земную атмосферу метеоры. Если альфа-частица перед своей остановкой, когда она уже потеряла всю скорость в результате столкновения с атомами и молекулами тела, и вызывает наибольшую ионизацию, образует в каждой клетке несколько десятков тысяч пар ионов, то тяжелая космическая частица образует несколько миллионов пар. Ученые считают, что столь высокая концентрация ионов при облучении космическими лучами увеличивает вред, причиняемый организму, по крайней мере раз в 10.
Если рассматривать след-трек, оставляемый тяжелой частицей в слое фотоэмульсии (этот метод широко применяется при исследовании космических лучей), то можно видеть, что из черточки ничтожно малой толщины он к концу становится уже довольно внушительным. Тончайший хлыстик как бы становится массивной дубиной. Конечно, истинные размеры следа все еще остаются достаточно малыми – они не превышают нескольких сотых миллиметра, но по сравнению с совершенно микроскопической толщиной до этого он является огромным. Клеткам тела уже не безразлична дыра, которую проделывает в них эта космическая пуля «дум-дум». В особенности чувствительны к таким пробоинам нервные клетки, сетчатка и хрусталик глаза и др. Тяжелые частицы могут вызвать ощущения боли при попадании в нервные окончания, могут создать очаги местной слепоты при попадании в глаз, могут привести и к гораздо более тяжелым последствиям, если затронут отдельные нервные центры головного мозга и другие важнейшие участки нашего тела.
К счастью, число тяжелых частиц в космическом излучении невелико. В среднем из 100 космических частиц, врывающихся в земную атмосферу, 82 являются протонами, 17 – альфа-частицами и только 1 – более тяжелой частицей. [135]135
Несмотря на малое число тяжелых частиц, они несут с собой около 16 процентов общей энергии космического излучения.
[Закрыть]Кроме того, общее число космических частиц также невелико – на большой высоте, где уже не сказывается «тень», создаваемая земным шаром, через каждый квадратный сантиметр в секунду проходят примерно 2 космические частицы. Именно это приводит некоторых ученых к предположению о безопасности космического излучения для астронавтов. Однако подобный вывод был бы поспешным.
