Люди на Луне

Копия антропоморфного манекена, который совершил полет к Луне на борту «Зонда-7», в экспозиции Мемориального музея космонавтики в Москве. Фото автора

В 1968–1969 годах Советский Союз запускал к Луне прототипы космических кораблей «Зонд-5», «Зонд-6», «Зонд-7», они облетали Луну и возвращали на Землю спускаемый аппарат, подобный тем, что планировали использовать в пилотируемых полетах. Во всех трех полетах радиационные детекторы, размещенные внутри спускаемого отсека, показали накопленную дозу не выше 3,5 рад, т. е. не более 0,6 рад в сутки. Разработчики отмечали, что основной вклад в облучение вносил радиационный пояс Земли, что совпадает с данными Lunar Orbiter.

В спускаемом отсеке «Зонда-7» находился человекоподобный манекен с радиационными датчиками. Манекен специально изготовили из материалов, близких к человеческому организму по свойствам пропускать и поглощать радиацию. Его задачей было определение степени биологического воздействия космической радиации на экипаж внутри космического корабля и даже на органы внутри тела. Детекторы на основе так называемой ядерной эмульсии размещались в «Зонде-5» рядом с контейнерами биологических образцов, а в «Зонде-7» – на поверхности манекена и внутри его на глубине 5 см. Эмульсии показали вполне обнадеживающие результаты. По данным автореферата Л. Н. Смиренного на соискание ученой степени доктора технических наук, на поверхности манекена суммарная накопленная доза составила около 0,1–0,3 рад, а на глубине 5 см заметно меньше – 0,06–0,086 рад. Эти результаты полностью укладываются в диапазон доз, измеренных на поверхности тела астронавтов Apollo: от 0,16 до 1,14 рад за полет.

При массе спускаемого аппарата «Зондов» 3100 кг и его внутреннем пространстве около 3,8 куб. м степень защиты от радиации сравнима с 8 см алюминия, что в десять раз больше, чем у Lunar Orbiter, но меньше, чем у Apollo.

Сейчас у Луны летает автоматическая станция LRO, на борту которой установлен радиационный телескоп CRaTER (Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation). Его микродозиметр, закрытый слоем, эквивалентным 1,6 мм алюминия, за пять с половиной лет в период солнечного минимума показал усредненное облучение 0,035 рад в сутки. Из них не менее 15 % – воздействие солнечных вспышек.

При этом перелет на Луну и обращение на высокой эллиптической орбите показали более высокие значения: 0,05 рад. Сам телескоп показал изменение радиационного воздействия с 0,033 до 0,013 рад в сутки от солнечного минимума к солнечному максимуму.

Индийско-болгарский дозиметр RADOM совершил полет к Луне на борту космического аппарата Chandrayaan-1. Он проводил замеры в радиационных поясах, при перелете и на окололунной орбите. В межпланетном пространстве его измерения показали 0,03 рад в сутки, а на окололунной орбите – 0,025 рад в сутки.

НА ЛУНЕ

Без земной атмосферы и магнитного поля на поверхности Луны можно ожидать двукратное превышение уровня воздействия галактических космических лучей по сравнению с МКС, т. е. около 0,015 рад в сутки в период солнечного максимума. Фактический фон будет выше за счет вторичной радиации, выбиваемой из лунного грунта. «Луна-9» в 1966 году показала 0,03 рад, что оказалось на 25 % больше показателя, ожидаемого учеными. По данным же прибора CRaTER, который обращался на высоте 50–70 км над Луной, вторичная радиация от лунной поверхности дает до 10 % облучения. Для сравнения: дозиметр RADOM на борту Chandrayaan-1 оценил вклад вторичного излучения поверхности Луны в 23 %.

ПОЛЕТ НА МАРС

Радиация в межпланетном пространстве на пути к Марсу в недавнее время изучалась дважды. На американском марсоходе Curiosity размещен радиационный телескоп RAD, который измерял потоки космических лучей в полете с Земли на Марс в 2012 году и продолжает измерять их на Красной планете. Полет марсохода проходил в теплозащитном корпусе, необходимом для посадки в марсианской атмосфере, поэтому степень экранирования радиационного датчика примерно соответствовала защите внутри космического корабля и в среднем составляла 15–20 г на кв. см, что равно слою примерно 6–7 см алюминия. Средний уровень воздействия космической радиации в полете на Марс по кремниевому датчику RAD составил 0,032 рад (1,8 миллизиверта) в сутки, второй датчик показал более высокое облучение – 0,046 рад в сутки.

Альтернативные измерения спустя четыре года после марсохода провели во время полета европейско-российского исследовательского аппарата ExoMars («ЭкзоМарс») в 2016 году. Российско-болгарский прибор «Люлин-МО», установленный на ExoMars, также экранировался слоем, эквивалентным 3,5 см алюминия. По данным его кремниевых детекторов, облучение во время полета составляет 0,037 рад (2 миллизиверта) в сутки.