Заметки о космической фантастике

Раз радиации три типа, надо посмотреть на составляющие получаемой экипажем дозы. Она состоит из двух факторов: солнечной радиации и космических лучей, первое — это в основном альфа и бета-частицы, второе — гамма-излучение. В нормальном режиме, разумеется, потому что во время вспышек солнечная радиация резко усиливается, так что экипажу МКС приходится укрываться возле бочек с водой, которая служит естественным щитом от протонного ливня.

Человек на МКС, где защита атмосферы куда ниже, чем на уровне моря, получает в среднем примерно 0,5–0,9 мЗв в день в зависимости от солнечной активности. Много это или мало? Для сравнения, годовая доза сотрудника АЭС — 20 мЗв, а обычного анонимуса — 1 (один). Для ликвидаторов аварий годовая доза установлена в 200 мЗв, т. е. чуть больше того, что получает в год космонавт на МКС. Ещё более простое сравнение — один час на Луне в скафандре примерно равен двум рентгеновским снимкам грудной клетки, а одни сутки на МКС — 5–6 таким снимкам. Любопытно, но космонавты на МКС сообщали о вспышках, которые иногда появляются при закрытых глазах, и о таком же эффекте, только более ярко выраженном, сообщали экипажи «Аполлонов». Считается, что это результат взаимодействия частиц высоких энергий с сетчаткой глаза, однако доподлинно пока неизвестно, так ли это.

Дальше — хуже, но ненамного. Единственные корабли, летавшие во внешний космос с людьми на борту — американские «Аполлоны» — защищались от радиации в первую очередь скоростью, вся программа при этом была той ещё авантюрой: случись в это время мощная солнечная вспышка, и экипажу пришёл бы каюк. «Аполлон-16», например, разминулся с такой всего на несколько месяцев, однако нормальный радиационный фон космоса позволял пробыть на Луне несколько дней без особых последствий. Ну как без особых — дозы колеблются в районе 0,3–1 рад (приблизительно 8-12 мЗв), это немало. Но и не смертельно. При этом эффективная радиационная защита МКС в три раза выше, чем у лунного модуля.

Но вот полёт на Марс будет длиться значительно дольше, даже при полёте по гиперболической траектории за 40 дней. Средняя суточная доза, измеренная миссией MSL во время полёта к Марсу, составляла примерно 1,8 мЗв в день — столько, сколько вы бы получили за два года на Земле. Девяносто пять процентов этой дозы — гамма-излучение, так как обшивка КК неплохо задерживает альфа- и бета-частицы. Однако солнечные вспышки меняют картину: во время них доза резко возрастает, иногда в несколько раз. Вспышка класса X, наиболее мощного, вполне может убить экипаж. Радует только то, что такие вспышки — большая редкость.

Однако если мы говорим о регулярных полётах в космосе, возникают проблемы. Во-первых, совершенно очевидно, что ползти к Марсу 500 дней по гомановской траектории бесполезно и бессмысленно — пассажиры как раз успеют получить максимально допустимую дозу в 1000 мЗв. Максимально допустимую за всю жизнь, если что, причём это всё равно значительно увеличит риск раковых заболеваний, повредит структуру ДНК и добавит ещё много-много радости будущим марсианам. Полёт же по гиперболической траектории за 40 дней хоть и выглядит более привлекательным в плане радиационной безопасности, требует мощных двигателей с высоким удельным импульсом, а с ними пока что туговато.

Негативные последствия от облучения бывают самыми разными. Первое и самое очевидное — возникновение хромосомных аберраций, мутации и вообще стерилизация. Например, медицинские исследования космонавтов МКС показывают значительное увеличение количества эпигенетических маркеров в организме. Второе — увеличение риска развития рака. Дальше — катаракта, нарушения обмена веществ, и так далее. Много всего.

Какие могут быть способы защиты от всего этого? Их, по сути, два — изоляция организма (об этом я уже писал ранее) и медикаментозная поддержка, то есть радиопротекторы. В будущем, вероятно, появится третий — генетическая модификация человека, повышающая его устойчивость к гамма-излучению. Но пока об этом можно только мечтать.

Что там в фантастике? Радиация там упоминается очень редко и обычно фоном. Из немногих случаев, когда она реально влияет на сюжет — Хайнлайн, «Пасынки вселенной». Ну и заклёпочники часто упоминают радиационную защиту в самых разных формах. На этом всё и заканчивается.

Перегрузки.

В 99.99 % они описываются примерно так: «навалились перегрузки». В лучшем случае ещё напишут, как они вдавливают космонавта в кресло. И всё.

По большей части, собственно, описывать что-то ещё не нужно, потому что сцена взлёта-посадки несёт исключительно утилитарную функцию отделения одной сцены мочилова с сексом от другой, и что там написано, дело десятое. Однако иногда всё-таки нужно понимание, что же такое перегрузки и как они влияют на человека, а это нечто куда большее, чем простое «вдавило в кресло».