Radiação mortal por trás da magnetosfera refuta mitos sobre voos para a lua

2024 Autor: Seth Attwood | [email protected]. Última modificação: 2023-12-16 16:14

Para determinar as doses de radiação ao voar para a Lua nós consideramos vento solar e fluxos de prótons e elétrons; explosões solares, que, durante a atividade máxima, juntamente com a radiação de raios-X do Sol, aumentam drasticamente o risco de radiação para os astronautas; raios cósmicos galácticos (GCR) como o componente de maior energia do fluxo corpuscular no espaço interplanetário (150-300 mrem por dia); também tocou cinturão de radiação da Terra (ERB) … Foi indicado que RPZ é um dos fatores mais perigosos na rota de comunicação Terra-Lua para os cosmonautas.

Vamos determinar a dose de radiação durante a passagem dos cinturões de radiação, bem como levar em consideração o risco de radiação do vento solar. Vamos usar o modelo geralmente aceito do cinturão de radiação da Terra AP-8 min (1995).

O componente de próton do cinturão de radiação da Terra

Na fig. 1 mostra a distribuição de prótons de várias energias no plano do equador geomagnético. A abscissa é o parâmetro L nos raios da Terra, a ordenada é a densidade do fluxo de prótons em cm-2 s-1. Esta figura mostra os valores médios no tempo da densidade do fluxo de prótons de acordo com os dados de autores soviéticos e estrangeiros, referindo-se ao período I96I-1975 [48].

Na fig. 2 mostra os resultados de estudos recentes da composição e dinâmica do componente de prótons do cinturão de radiação da Terra, realizados em satélites terrestres artificiais e estações orbitais [50].

Arroz. 2. Distribuição dos fluxos integrais de prótons no plano do equador geomagnético. L é a distância do centro da Terra, expressa em raios da Terra. (Os números nas curvas correspondem ao limite inferior da energia do próton em MeV).

Vamos usar a fórmula de cálculo da dose equivalente de radiação por unidade de tempo que uma pessoa recebe no espaço para a pele e órgãos internos, dependendo da espessura da proteção externa e da radiação ionizante. A Tabela 1 mostra as doses de radiação equivalentes que um astronauta recebe ao passar duas vezes no próton interno RPZ enquanto está no módulo de comando Apollo (7,5 g / cm2).

Aba. 1. Doses equivalentes de radiação recebidas pela pele e órgãos internos do astronauta, levando em consideração a proteção do módulo de comando Apollo durante a passagem do próton interno RPZ

* Um cálculo mais preciso da dose de radiação está associado à consideração do pico de Bragg; aumentará o valor da dose de radiação em 1,5-2 vezes.

Durante tempestades magnéticas, variações significativas em prótons de alta energia são observadas. O aparecimento de um novo cinturão de prótons poderoso em L ~ 2,5 foi registrado pelo satélite CRRES em 24 de março de 1991.

No momento de um impulso gigante repentino do campo geomagnético em L ~ 2.8, um novo cinturão de prótons foi formado, equivalente ao cinturão interno estável, que tem um máximo em L ~ 1.5. Na fig. 4. Perfis radiais de cinturões de radiação para prótons com Ep = 20-80 MeV e elétrons com Ee> 15 MeV são mostrados, plotados de acordo com os dados de medições no satélite CRRES antes do evento em 24 de março de 1991 (dia 80), três dias após a formação de uma nova correia (dia 86) e após ~ 6 meses (dia 257). Pode-se ver que os fluxos de prótons mais do que dobraram, e os fluxos de elétrons com Ee> 15 MeV excederam o nível silencioso em quase três ordens de magnitude. Posteriormente, foram registrados até meados de 1993.

Apollo 17 (o último pouso na lua) seis meses antes do início foi precedido por três poderosas tempestades magnéticas - 17-19 de junho, 4-8 de agosto após um poderoso evento de prótons solares, 31 de outubro a 1 de novembro de 1972. O mesmo se aplica Apollo 8 (o primeiro sobrevôo da Lua com um homem a bordo), que foi precedido por uma poderosa tempestade magnética em dois meses, 30 a 31 de outubro de 1968. Obviamente, uma expansão significativa do cinturão de prótons e um aumento na dose de radiação para Devem ser esperados 10 Sieverts. Esta é uma dose letal de radiação para humanos.

Para fluxos de prótons, há uma variação de altitude da intensidade do próton, que pode ser escrita como:

J (B) = J (Be) (BE / B) n

onde B e Ve são a intensidade do campo magnético no ponto desejado e no equador, a J (B) e J (Ve) são intensidades em função de B e Ve; n = 1, 8-2 [50].

Por exemplo, para prótons no plano do equador geomagnético em latitudes λ ~ 30 ° (V / Ve = 3) e λ ~ 44 ° (V / Ve = 10), o valor das doses de radiação do componente de próton diminuirá em 10 e 100 vezes, respectivamente. E se na trajetória Terra-Lua, segundo a lenda da NASA, o vôo ocorreu acima da latitude geomagnética de 30 graus, então, de acordo com a variação de altitude universal da intensidade dos fluxos de prótons, a dose de radiação pode ser reduzida em uma ordem de magnitude.

No entanto, o retorno à Terra e o splashdown foram perto do equador geomagnético (Apollo 12 e Apollo 15 - 0-2 graus de latitude norte geomagnética, tendo em conta o deslocamento anual dos pólos magnéticos). As doses de radiação corresponderão máximo valores. A passagem do cinturão de radiação de prótons da Terra causa o efeito três ordens de magnitude mais altas doses oficiais de radiação para Apollo.

O resultado é uma doença aguda da radiação, um lançamento para a Lua de acordo com o esquema da NASA após tempestades magnéticas - é 100% fatal … As doses reais de radiação recebidas serão muito maiores do que as da NASA oficial. Obviamente, o pouso americano é uma lenda inventada. Infelizmente, essa evidência requer a evidência mais sólida e persistente. Pois muita gente não tem olhos para ver (F. Nietzsche).

O componente eletrônico do cinturão de radiação terrestre

O cinturão de radiação externo foi descoberto por cientistas soviéticos, localizados em altitudes de 9.000 a 45.000 km. É muito mais largo que o interno (estendendo-se 50 ° ao norte e 50 ° ao sul do equador). O componente eletrônico dos cinturões de radiação sofre variações espaciais e temporais significativas, dependendo de três parâmetros: hora local, o nível de perturbação geomagnética e a fase do ciclo de atividade solar.

A dose máxima absorvida criada pela faixa externa em uma hora pode ser enorme - até 100 Gray. O problema da proteção contra radiação da faixa externa é menos complicado do que o problema da proteção contra radiação da faixa interna. O cinturão externo é composto principalmente de elétrons de baixa energia, que são protegidos por materiais de revestimento de espaçonaves convencionais.

No entanto, com tal proteção raios-X duros e suaves são gerados (Efeito "tubo de raios X"). Os raios X são ionizantes e penetram profundamente, todas as outras coisas sendo iguais para outros tipos de radiação. O voo através do cinturão de radiação no caminho para a Lua e de volta leva cerca de 7 horas. Apollo 13 de acordo com a lenda, a NASA "retornou" no módulo lunar com uma espessura de proteção cinco vezes menosdo que para o módulo de comando. Durante este tempo, a radiação afeta os tecidos dos organismos vivos, pode ser a causa do enjoo da radiação, queimaduras de radiação e tumores malignos e, finalmente, é um fator mutagênico.

Usaremos os seguintes dados e estimaremos a dose de radiação

Abaixo, os perfis da intensidade integral dos elétrons de várias energias médias ao longo do tempo e sobre todos os valores de longitude são apresentados para (a) - o mínimo de atividade solar, (b) - para a época de máximo [48].

A figura mostra que durante a época de máxima atividade solar, a dose de radiação criada pelo cinturão externo aumenta de 4 a 7 vezes. Lembre-se de que 1969-1972 foi o ano do pico da atividade solar de 11 anos. Assim como para prótons, para o componente eletrônico do ERB existe uma variação de altitude universal, n = 0, 46 [50]. O movimento da altitude para elétrons é menos crítico do que para prótons. Por exemplo, para elétrons em latitudes λ ~ 30 ° (V / Ve = 3) e λ ~ 44 ° (V / Ve = 10), o valor das doses de radiação do componente eletrônico diminuirá em 1, 7 e 3, 1 vezes, respectivamente. Isso significa que de acordo com o vôo da NASA à Lua e retorno à Terra, a Apollo não pode escapar componente eletrônico do RPZ. Os resultados do cálculo da dose de radiação e as características do componente eletrônico do ERP utilizado são apresentados na Tabela 2.

Aba. 2Características do componente eletrônico do ERP, o alcance efetivo dos elétrons no Al, o tempo de vôo do ERB pela Apollo à Lua e ao retornar à Terra, a relação entre radiação específica e perdas de energia de ionização, os coeficientes de absorção de Raios-X para Al e água, a dose equivalente e absorvida de radiação *

Os resultados mostram que a proteção de espaçonaves convencionais reduz o efeito de radiação do componente eletrônico das correias de radiação por um fator de milhares. Os valores de dose de radiação obtidos não são perigosos para a vida dos astronautas. A principal contribuição para as doses de radiação é feita por elétrons com energias de 0,3-3 MeV, que geram raios-X duros.

Observe o fato de que o efeito da radiação é 1-2 ordens de magnitude maior do que o relatório oficial da NASA para as missões Apollo fornece. Muito para Apollo 13o valor da dose absorvida é de 0,24 rad. O cálculo dá um valor de ~ 34, 5 rad, este 144 vezes mais … Ao mesmo tempo, o efeito da radiação quase duplica com uma diminuição na proteção efetiva de 7,5 para 1,5 g / cm2, enquanto o relatório da NASA indica o contrário. Por Apollo 8 e Apollo 11 as doses oficiais de radiação são 0, 16 e 0, 18 rad, respectivamente.

O cálculo dá 19,4 rad. Isso é 121 e 108 vezes menos, respectivamente. E apenas para Apollo 14 as doses de radiação oficiais são 1, 14 feliz, o que é 17 a menos que a calculada. Existem variações sazonais para o componente eletrônico do RPZ. Na fig. 5 mostra os fluxos de elétrons relativísticos para uma passagem do cinto de acordo com os dados do satélite GLONASS e os índices geomagnéticos Кр e Dst para 1994-1996. As linhas em negrito representam os resultados de suavização da medição. Os dados apresentados demonstram variações sazonais bem perceptíveis: os fluxos de elétrons na primavera e no outono são 5-6 vezes maiores do que os mínimos - no inverno e no verão.

Lançamento e pouso Apollo 13 ocorreu na primavera de 1970-04-11 e 1970-04-17, respectivamente. Obviamente, os fluxos de elétrons serão várias vezes maiores do que a média. Isso significa que o valor da dose de radiação absorvida aumentará várias vezes e será de 43-52 rad. Isso é 200 vezes mais do que os dados oficiais. Da mesma forma, para Apollo 16 (lançamento e pouso, respectivamente, 1972-04-16 e 1972-04-27) a dose de radiação será de 25-30 rad. Durante as tempestades magnéticas, há uma mudança na intensidade dos elétrons no ERB, às vezes 10-100 vezes e mais durante a época de máxima atividade solar. Nesse caso, as doses de radiação podem atingir valores perigosos para a vida dos astronautas e chegar a 10 Sieverts ou mais. Como regra, durante esses períodos, a injeção de partículas predomina, especialmente em fortes perturbações magnéticas. Na fig. 6 mostra os perfis de intensidade de elétrons de várias energias em condições de silêncio (Fig. 6a) e 2 dias após a tempestade magnética em 4 de setembro de 1966 (Fig. 6b) [48].

Um dos voos para a lua de acordo com o relatório da NASA foi Apollo 14: Alan Shepard, Edgar Mitchell, Stuart Rusa 1971-01-31 - 1971-02-09 GMT / 216: 01: 58 Terceiro pouso na lua: 1971-02-05 09:18:11 - 1971-02-06 18:48: 42 33 h 31 min / 9 h 23 min 42,9.

Em 27 de janeiro, poucos dias antes do lançamento da Apollo, uma tempestade magnética moderada começou, que se transformou em uma pequena tempestade em 31 de janeiro [49], que causou uma explosão solar em direção à Terra em 24 de janeiro de 1971. Obviamente, um aumento no nível de radiação pode ser esperado de 10 a 100 vezes ou de 1 a 10 Sievert (100 a 1000 rad). No caso de uma dose de radiação de 10 Sieverts o efeito da radiação ao voar através do cinturão de Van Alen - 100% fatal.

Resultados de voos Apollo 14 Era:

Na fig. 8 mostra a mudança nos perfis de intensidade de elétrons com uma energia de 290-690 keV antes e depois de uma tempestade magnética.

Arroz. 8 mostra que após 5 dias a densidade de fluxos de elétrons com uma energia de 290-690 keV é significativamente expandida e 40-60 vezes maior do que antes da tempestade magnética, após 15 dias - 30-40 vezes maior, após 30 dias - 5 -10 vezes mais, após 60 dias - 3-5 vezes mais. Somente após 3 meses o componente eletrônico do ERP chega a um estado de equilíbrio. Mudanças espaciais e temporais significativas nos fluxos de elétrons em toda a região dos cinturões durante um ano são mostradas na Fig. 9

Como pode ser visto, variações significativas no componente eletrônico do ERB em intensidade e no espaço de um estado relativamente silencioso do cinturão de radiação da Terra levam um quarto de ano. Durante as tempestades magnéticas, os fluxos de partículas se expandem significativamente para a região externa e "deslizam" para mais perto da Terra, preenchendo áreas anteriormente vazias de radiação aprisionada.

Um aumento acentuado no fluxo de elétrons cria uma ameaça real para satélites e pilotos de espaçonaves no caminho Terra-Lua, localizados na zona de explosões de seu fluxo. Muitos casos já foram observados em que a falha de sistemas individuais de satélites ou mesmo o término de seu funcionamento está associada a um aumento acentuado no fluxo de elétrons relativísticos. Um poderoso fluxo de elétrons com energia de vários MeV, através e através da casca do satélite, elétrons com energia mais baixa geram um enorme fluxo de bremsstrahlung secundários, consistindo de raios-X duros.

Doses de radiação no espaço circunlunar e na superfície da lua

Na órbita próxima à Terra, os astronautas são protegidos pela magnetosfera terrestre. No espaço circunlunar ou na superfície lunar, todo o fluxo do vento solar é absorvido pelo corpo da espaçonave ou módulo lunar. O fluxo de prótons pode ser desprezado (obviamente, exceto para eventos de prótons solares). A densidade do fluxo de elétrons no vento solar muda em duas a três ordens de magnitude, às vezes em apenas uma semana.

Ao colidirem com a pele de uma nave ou módulo, os elétrons param e dão origem aos raios X, que têm grande capacidade de penetração (a espessura da blindagem de 7,5 g / cm2 de alumínio reduzirá apenas pela metade a dose de radiação). Abaixo está um gráfico das mudanças na dose de radiação, rad / dia de 1996 a 2013, que um astronauta recebe com uma espessura de proteção externa de 1,5 g / cm2:

Arroz. 10. Mudanças na dose de radiação, rad / dia de 1996 a 2013, que um astronauta recebe com uma espessura de proteção externa de 1,5 g / cm2 no espaço circunlunar. A escala não linear à esquerda são os níveis de fluxo de elétrons para o vento solar de acordo com os dados do satélite ACE, a escala não linear à direita é a dose de radiação em unidades de rad por dia. As linhas horizontais marcam os níveis para comparação: amarelo é a dose em uma única radiografia de tórax, laranja é a dose na tomografia das vértebras.

Da fig. 10 que as doses de radiação no espaço circunlunar e na superfície lunar são irregulares. No ano de atividade solar mínima, as doses de radiação são 0, 0001 rad. No ano de atividade solar máxima, eles variam de 0,003 a 1 rad / dia (nota - para elétrons rem = rad; a irregularidade dos fluxos de elétrons no vento solar durante os anos de atividade solar máxima está associada a erupções solares que ocorrem diariamente)

Por um mês no espaço lunar, os astronautas por um valor correspondente a 1 ° a 31 de outubro de 2001 recebem doses de 0,5 rad, em média 0,016 rad / dia; para um valor correspondente a 1 a 30 de novembro de 2001, doses de 3, 4 rad, média 0, 11 rad / dia são recebidas; a média em dois meses é - 3, 9 rad por 60 dias ou 0, 065 rad / dia. Isso significa que as doses de radiação recebidas pelos astronautas de 9 missões apenas durante sua estada no espaço lunar são superiores às doses declaradas pela NASA e devem ter variações significativas.

Isso contradiz os dados das missões Apollo. Com uma maior densidade de fluxo de elétrons, bem como com uma longa permanência fora da magnetosfera terrestre (100 dias), as doses podem se aproximar dos valores de doença da radiação - 1,0 Sv. Adicionalmente - Arquivo de doses de radiação de 1º de janeiro de 2010. Obviamente, essas doses de radiação se somam a outras doses, por exemplo, ao passar pelo cinturão de radiação da Terra, como resultado, temos os valores que um astronauta recebe quando voando para a Lua e voltando para a Terra.

Discussão

40 anos se passaram desde as missões Apollo. Até agora, ninguém dá uma previsão precisa para distúrbios geomagnéticos. Eles falam sobre a probabilidade de distúrbios geomagnéticos (tempestade magnética, tempestade magnética) por um dia, por vários dias. A precisão da previsão para a semana é inferior a 5%. Um caráter mais imprevisível é observado para os elétrons do vento solar. Isso significa que com uma probabilidade de pelo menos 20-30%, os astronautas das missões Apollo cairão em um poderoso fluxo imprevisível de elétrons do cinturão de radiação da Terra e do vento solar. O vôo da Apollo através do RPZ externo e do vento solar na era do sol ativo pode ser comparado a uma fita métrica de hussard, quando um cartucho é carregado em um tambor vazio de um revólver de 4 tiros! 9 tentativas foram feitas. A probabilidade de não adoecer por radiação aguda

Tentar	Probabilidade de sobreviver
1	3 / 4 = 0, 750
2	(3 / 4)2 = 0, 562
3	(3 / 4)3 = 0, 422
4	(3 / 4)4 = 0, 316
5	(3 / 4)5 = 0, 237
6	(3 / 4)6 = 0, 178
7	(3 / 4)7 = 0, 133
8	(3 / 4)8 = 0, 100
9	(3 / 4)9 = 0, 075

Isso é equivalente a quase 100% do enjoo causado pela radiação.

Para resumir, digamos: A passagem dupla do cinturão de radiação da Terra, de acordo com o esquema da NASA, leva a doses letais de radiação de 5 Sieverts ou mais durante as tempestades magnéticas. Mesmo que o Apollo fosse acompanhado pela fortuna:

1. as doses de radiação durante a passagem do componente de próton do ERP seriam 100 vezes menores,
2. a passagem do componente eletrônico do ERP seria com mínima perturbação geomagnética e baixa atividade magnética,
3. baixa densidade de elétrons no vento solar,

então a dose total de radiação será de pelo menos 20-30 rem. As doses de radiação não são perigosas para a vida humana. No entanto, neste caso, o efeito da radiação por duas ordens de magnitude superior aos valores declarados no relatório oficial da NASA! A Tabela 3 mostra as doses de radiação total e diária de voos espaciais tripulados e dados de estações orbitais.

Tabela 3. Doses totais e diárias de radiação de voos tripulados em espaçonaves e em estações orbitais

missão	lançamento e pouso	duração	elementos orbitais	soma. dose de radiação, feliz [fonte]	média por dia, rad / dia
Apollo 7	11.10.1968 / 22.10.1968	10 d 20 h 09m 03 s	voo orbital, altitude orbital 231-297 km	0, 16 [51]	0, 015
Apollo 8	21.12.1968 / 27.12.1968	6 d 03 h 00 m	voo para a lua e retorno à Terra de acordo com a NASA	0, 16 [51]	0, 026
Apollo 9	03.03.1969 / 13.03.1969	10 d 01 h 00 m 54 s	voo orbital, altitude orbital 189-192 km, no terceiro dia - 229-239 km	0, 20 [51]	0, 020
Apollo 10	18.05.1969 / 26.05.1969	8 d 00 h 03 m 23 s	voo para a lua e retorno à Terra de acordo com a NASA	0, 48 [51]	0, 060
Apollo 11	16.07.1969 / 24.07.1969	8 d 03 h 18 m 00 s	voo para a lua e retorno à Terra de acordo com a NASA	0, 18 [51]	0, 022
Apollo 12	14.11.1969 / 24.11.1969	10 d 04 h 25 m 24 s	voo para a lua e retorno à Terra de acordo com a NASA	0, 58 [51]	0, 057
Apollo 13	11.04.1970 / 17.04.1970	5 d 22 h 54 m 41 s	voo para a lua e retorno à Terra de acordo com a NASA	0, 24 [51]	0, 041
Apollo 14	01.02.1971 / 10.02.1971	9 d 00 h 05 m 04 s	voo para a lua e retorno à Terra de acordo com a NASA	1, 14 [51]	0, 127
Apollo 15	26.07.1971 / 07.08.1971	12 d 07 h 11 m 53 s	voo para a lua e retorno à Terra de acordo com a NASA	0, 30 [51]	0, 024
Apollo 16	16.04.1972 / 27.04.1972	11 d 01 h 51 m 05 s	voo para a lua e retorno à Terra de acordo com a NASA	0, 51 [51]	0, 046
Apollo 17	07.12.1972 / 19.12.1972	12 d 13 h 51 m 59 s	voo para a lua e retorno à Terra de acordo com a NASA	0, 55 [51]	0, 044
Skylab 2	25.05.1973 / 22.06.1973	28 d 00 h 49 m 49 s	voo orbital, altitude orbital 428-438 km	2, 90-3, 66 [52]	0, 103-0, 131
Skylab 3	28.07.1973 / 25.09.1973	59 d 11 h 09 m 01 s	voo orbital, altitude orbital 423-441 km	5, 87-6, 74 [50]	0, 099-0, 113
Skylab 4	16.11.1973 / 08.02.1974	84 d 01 h 15 m 30 s	voo orbital, altitude orbital 422-437 km	10, 88-12, 83 [50]	0, 129-0, 153
Shuttle Mission 41-C	06.04.1984 / 13.04.1984	6 d 23 h 40 m 07 s	voo orbital, perigeu: 222 km apogeu: 468 km	0, 559	0, 079
OS "Mir"	1986-2001	15 anos	voo orbital, altitude orbital 385-393 km	- – -	0, 020-0, 060 [7]
OS "MKS"	2001-2004	4 anos	voo orbital, altitude orbital 337-351 km	- – -	0, 010-0, 020 [7]

Pode-se notar que as doses de radiação da Apollo 0, 022-0, 127 rad / dia, recebidas pelos astronautas durante o vôo à lua, não diferem das doses de radiação de 0, 010-0, 153 rad / dia durante voos orbitais. A influência do cinturão de radiação da Terra é zero. Embora o cálculo atual mostre que as doses de radiação das missões à Lua serão 100-1000 vezes ou mais maiores.

Pode-se notar também que o menor efeito de radiação de 0,010-0,020 rad / dia é observado para a estação orbital ISS, que possui uma proteção efetiva de 15 g / cm2 e está em uma órbita de baixa referência da Terra. As maiores doses de radiação de 0, 099-0, 153 rad / dia foram observadas para o Skylab OS, que tem uma proteção de 7,5 g / cm2 e voou em uma órbita de alta referência.

Conclusão

Apollo não voou para a lua eles circularam em uma órbita de baixa referência, protegidos pela magnetosfera terrestre, simulando um vôo para a Lua, e receberam doses de radiação de um vôo orbital convencional. Em geral, a história da "estada do homem na lua" tem várias décadas! O vôo dos americanos para a Lua pode ser comparado a um jogo de xadrez. Por um lado, havia a NASA, o grande prestígio da nação, políticos e "defensores" da NASA, por outro lado havia Ralph Rene, Yu. I. Mukhin, A. I. Popov e muitos outros oponentes entusiastas. Os oponentes fizeram muitos testes de xadrez, um dos últimos - "Homem na Lua. O sol nas fotos de Apolo é 20 vezes maior!" Este artigo, em nome de todos os oponentes, é declarado o xeque-mate da NASA. Apesar do perigo do RPG e da política, é claro, a humanidade não ficará para sempre na Terra …

A principal forma de contornar os cinturões de radiação de Van Alen é mudar a trajetória de vôo para a Lua e a proteção eletromagnética dos elétrons.