Рассказывает радиоуглерод - Юрий Иванович Коптев

«вспышки были настолько яркими, что я не мог бы не обратить на них внимания во время полета на кораблях «Джемини-5» и «Джемини-11». Другой космонавт, Джеймс Ловелл, также утверждает, что он видел «молнии > во время полета на Луну «Аполлона 13», но при орбитальном полете «Аполлона-8» не видел их. Отчего?

Ответ напрашивался сам собой: до путешествия «Аполлона-11» во время всех полетов огни в кабинах космических кораблей были всегда включены. Да и сами космонавты постоянно вели беседы с Землей. Поэтому во время первых рейсов не было ни привыкания к темноте, ни периодов долгого покоя. В рабочей суете никто просто не замечал этих вспышек.

Из советских космонавтов вспышки видел только один Н. Н. Рукавишников во время полета на борту космического корабля «Союз-10». Во время отдыха он находился в затемненном отсеке и вдруг, хотя глаза были плотно закрыты, увидел светлые точки. Сначала космонавт принял их за сигналы табло, которые просвечивали сквозь веки. Но табло горело ровно и не настолько ярко, чтобы его можно было увидеть, и, значит, причиной увиденных вспышек быть не могло.

Почему же возникают такие вспышки? Оказывается, виноваты в этом космические лучи.

Вот передо мной один из журналов за 1964 год. В нем маленькая заметка с довольно оригинальным названием: «Видны ли космические лучи?». Кажется, бессмысленный заголовок. Любой человек даст на такой вопрос отрицательный ответ или посмеется над спрашивающим. Ведь если бы их можно было видеть, зачем тогда создавать сложные регистрирующие приборы? И все же не торопитесь с выводами.

За несколько лет до полета «Аполлона-11» профессор Калифорнийского университета Корнелий Тобайес, изучая радиационную опасность при космических полетах, сделал вывод, что космонавты должны видеть вспышки от проходящих через глазное яблоко частиц. Для проверки своего предположения он отправился в Беркли на мощный ускоритель ядерных частиц — протонный синхротрон. Ему вызвались помочь физик, лауреат Нобелевской премии Е. М. Макмиллан и космонавт Ф. Чапмен. Все трое подставили головы под поток быстрых частиц — ионов азота. Дозы облучения строго контролировались и были, конечно, ниже предельно допустимых норм. Сначала они ничего не заметили, и лишь повертев головами, увидели вспышки. Маленькие искры сверкали лишь тогда, когда пучок частиц проходил через сетчатку глаза. Такие опыты были проделаны и на пучках нейтронов и альфа-частиц. И здесь наблюдался тот же эффект.

Казалось бы, все ясно. Вспышки, которые видели космонавты во время полетов к Луне, возникали тоже за счет тяжелых частиц, входящих в состав космических лучей. Эти приходящие из глубин Галактики частицы обладают настолько большой энергией, что способны без задержки проходить через защитные экраны толщиной в десятки сантиметров. И предотвратить их проникновение внутрь космических кораблей пока практически невозможно.

При полете корабля «Аполлон-16» проводилось два сеанса наблюдения космических частиц: на пути к Луне и при обратном путешествии. Во время первого сеанса космонавт Чарльз Дьюк надевал специальное приспособление с фотоэмульсией для регистрации проникающих частиц. Джон Янг наблюдал вспышки, надев светозащитные очки, а Кен Маттингли записывал наблюдения своих товарищей. Вспышки появлялись нерегулярно: в среднем Дьюк наблюдал вспышку за 1,3 минуты, Янг — за 3,6 минуты. Во время второго сеанса, который длился 32 минуты, все трое надели светозащитные очки. Дьюк отметил 15 вспышек, Янг — 7, а Маттингли не видел ни одной — он был первым космонавтом, не видевшим вспышек на этой трассе.

Почему же такая разница в показаниях? Вероятнее всего, это связано с тем, что оборудование и приборы космического корабля частично поглощают излучение, создавая неравномерное поле облучения.

Но так ли безопасны попадания этих «космических пуль» в живые ткани организма? Ответ на эти вопросы дали шлемы, космонавтов — участников полета к Луне в 1968 году на корабле «Аполлон-8», а также тех, кто в 1969 году высадился на ее поверхность («Аполлон-12»). Вернее, не сами шлемы а особые пластиковые оболочки, нанесенные на них. Эти оболочки были сделаны из лексана — материала, который по своей реакции на воздействие космических частиц схож с тканями человеческого организма. Таким образом, шлемы были своеобразными детекторами тяжелых частиц.

Проходя через плотное вещество, космические частицы оставляют след. Они смещают атомы вещества, разрывают между ними связи. Все эти нарушения в лексане можно проявить при помощи особой обработки и по ним определить уровень радиационной опасности во время длительных космических полетов.

Воздействия различных частиц неодинаковы. Больше всего неприятностей доставляют тяжелые частицы. Пробивая верхние слои вещества, они тормозятся и в его глубине теряют максимум своей энергии. Поэтому именно на излете частицы наиболее опасны.

Если частица пройдет через ядро живой клетки, то клетка теряет способность к воспроизводству. Поэтому важно знать не только интенсивность частиц, но и их энергию, глубину расположения облучаемых органов. Оказалось, что наиболее уязвимые части тела — живот и голова.

Медики тщательно изучили треки — следы, оставленные в шлемах американских космонавтов частицами, — и определили уязвимость различных органов, а затем провели оценку числа клеток, которые могут погибнуть при различных космических полетах. Оказалось, что при полетах к Луне космонавты облучаются в той же степени, что и врачи-рентгенологи за такое же время. Иное дело — длительное путешествие. За время полета к Марсу и обратно, полету, который займет около двух лет, космические лучи разрушат, если на корабле не будет специальной защиты, около 0,12 % клеток в коре головного мозга, 0,05 % —в сетчатке глаз и свыше 1,5 %—в центральной нервной системе. Это довольно много!

Однако опасность представляют не только тяжелые галактические частицы. Таят в себе опасность и заряженные частицы, испускаемые Солнцем во время вспышек, особенно крупных. При некоторых из них доза облучения может достигать весьма опасных для человека величин. Поэтому особенно важно прогнозирование солнечной активности. Установив закономерности возникновения вспышек, мы можем приурочивать время стартов на далекие планеты к тому периоду в жизни Солнца, когда активные области находятся на его обратной стороне. Тогда даже во время сильных вспышек попадание солнечных космических лучей в околоземное пространство маловероятно.

Необычайно полезны наблюдения со спутников серии «Прогноз». Они позволяют непрерывно контролировать состояние космической среды. А эксперименты, проводимые на спутниках серии «Космос», показывают, что на орбитах с высотой апогея до четырехсот километров доза космического излучения благодаря защитному действию магнитного поля Земли в 3–4 раза ниже, чем в открытом космосе. Солнечные же космические лучи практически не достигают орбит, на которых работают советские космические корабли и обитаемые орбитальные станции.

Есть, однако, и еще один источник космической опасности — заряженные частицы, захваченные магнитным полем