La Terre est un berceau unique de tous les êtres vivants. Protégé par son atmosphère et son champ magnétique, nous ne pouvons pas penser aux menaces de radiation, sauf celles que nous créons de nos propres mains. Cependant, tous les projets d'exploration spatiale - de près ou de loin - se heurtent invariablement au problème de la sûreté radiologique. Le cosmos est hostile à la vie. On ne nous attend pas là-bas.
L'orbite de la Station spatiale internationale a été soulevée à plusieurs reprises et son altitude est maintenant de plus de 400 km. Cela a été fait pour éloigner le laboratoire volant des couches denses de l'atmosphère, où les molécules de gaz ralentissent encore assez sensiblement le vol et la station perd de l'altitude. Afin de ne pas corriger l'orbite trop souvent, il serait bon d'élever la station encore plus haut, mais cela ne peut pas être fait. La ceinture de rayonnement inférieure (protons) commence à environ 500 km de la Terre. Un long vol à l'intérieur de l'une des ceintures de rayonnement (et il y en a deux) sera désastreux pour les équipages.
Cosmonaute-liquidateur
Néanmoins, on ne peut dire qu'il n'y a pas de problème de radioprotection à l'altitude à laquelle l'ISS vole actuellement. Premièrement, dans l'Atlantique Sud, il y a l'anomalie magnétique dite brésilienne ou sud-atlantique. Ici, le champ magnétique de la Terre semble s'affaisser, et avec lui, la ceinture de rayonnement inférieure se révèle plus proche de la surface. Et l'ISS le touche toujours, volant dans cette zone.
Deuxièmement, l'homme dans l'espace est menacé par le rayonnement galactique - un flux de particules chargées venant de toutes les directions et à une vitesse énorme, généré par des explosions de supernova ou par l'activité de pulsars, quasars et autres corps stellaires anormaux. Certaines de ces particules sont retenues par le champ magnétique terrestre (qui est l'un des facteurs de formation des ceintures de rayonnement), tandis que l'autre partie perd de l'énergie lors de collisions avec des molécules de gaz dans l'atmosphère. Quelque chose atteint la surface de la Terre, de sorte qu'un petit fond radioactif est présent sur notre planète absolument partout. En moyenne, une personne vivant sur Terre qui ne traite pas de sources de rayonnement reçoit une dose de 1 millisievert (mSv) par an. Un astronaute sur l'ISS gagne 0,5-0,7 mSv. Du quotidien!
Ceintures de rayonnement
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Les ceintures de rayonnement de la Terre sont des régions de la magnétosphère dans lesquelles s'accumulent des particules chargées à haute énergie. La ceinture interne se compose principalement de protons, la ceinture externe est constituée d'électrons. En 2012, une autre ceinture a été découverte par le satellite de la NASA, situé entre les deux connus.
«Une comparaison intéressante peut être faite», déclare Vyacheslav Shurshakov, chef du département de radioprotection des cosmonautes à l'Institut des problèmes biomédicaux de l'Académie des sciences de Russie, candidat aux sciences physiques et mathématiques. - La dose annuelle admissible pour un employé d'une centrale nucléaire est considérée comme 20 mSv - 20 fois plus qu'une personne ordinaire ne reçoit. Pour les spécialistes des interventions d'urgence, ces personnes spécialement formées, la dose annuelle maximale est de 200 mSv. C'est déjà 200 fois plus que la dose habituelle et … pratiquement la même que celle que reçoit l'astronaute qui a travaillé pendant un an sur l'ISS."
Actuellement, la médecine a établi une limite de dose maximale, qui ne peut être dépassée au cours de la vie d'une personne afin d'éviter de graves problèmes de santé. C'est 1000 mSv, ou 1 Sv. Ainsi, même un travailleur d'une centrale nucléaire avec ses normes peut travailler tranquillement pendant cinquante ans sans se soucier de quoi que ce soit. Le cosmonaute, en revanche, épuisera sa limite dans cinq ans seulement. Mais, même ayant volé pendant quatre ans et gagnant son 800 mSv légal, il ne sera guère autorisé sur un nouveau vol d'une durée d'un an, car il y aura une menace de dépassement de la limite.
«Un autre facteur de risque de rayonnement dans l'espace, - explique Vyacheslav Shurshakov, - est l'activité du Soleil, en particulier les émissions dites de protons. Au moment d'une éjection dans un court laps de temps, un astronaute sur l'ISS peut recevoir 30 mSv supplémentaires. Il est bon que les événements de protons solaires se produisent rarement - 1 à 2 fois dans un cycle d'activité solaire de 11 ans. Il est mauvais que ces processus se produisent de manière stochastique, dans un ordre aléatoire, et soient difficiles à prévoir. Je ne me souviens pas que nous aurions été prévenus à l'avance par notre science de la sortie imminente. Ce n'est généralement pas le cas. Les dosimètres de l'ISS montrent soudainement une augmentation du bruit de fond, nous appelons des spécialistes du Soleil et recevons une confirmation: oui, il y a une activité anormale de notre étoile. C'est à cause de tels événements soudains de protons solaires que nous ne savons jamais avec certitudequelle dose le cosmonaute apportera avec lui du vol."
Des particules qui vous rendent fou
Les problèmes de radiation pour les équipages se rendant sur Mars commenceront dès la Terre. Un navire de 100 tonnes ou plus devra être accéléré pendant une longue période en orbite proche de la Terre, et une partie de cette trajectoire passera à l'intérieur des ceintures de rayonnement. Ce ne sont plus des heures, mais des jours et des semaines. Plus loin - au-delà de la magnétosphère et du rayonnement galactique dans sa forme originale, de nombreuses particules lourdes chargées, dont l'impact sous le "parapluie" du champ magnétique terrestre se fait peu sentir.
«Le problème est», dit Vyacheslav Shurshakov, «que l'effet des particules sur les organes critiques du corps humain (par exemple, le système nerveux) a été peu étudié aujourd'hui. Il est possible que les radiations entraînent une perte de mémoire de l'astronaute, des réactions comportementales anormales et une agression. Et il est très probable que ces effets ne seront pas liés à la dose. Jusqu'à ce que suffisamment de données aient été accumulées sur l'existence d'organismes vivants en dehors du champ magnétique terrestre, il est très risqué de faire de longues expéditions spatiales."
Lorsque les experts en radioprotection suggèrent que les concepteurs d'engins spatiaux augmentent la biosécurité, ils répondent à une question apparemment assez rationnelle: «Quel est le problème? Est-ce que l'un des cosmonautes est mort de la maladie des radiations? Malheureusement, les doses de rayonnement reçues à bord, même pas les vaisseaux du futur, mais l'ISS habituel, bien qu'elles correspondent aux normes, ne sont pas du tout inoffensives. Pour une raison quelconque, les cosmonautes soviétiques ne se sont jamais plaints de leur vue - apparemment, ils avaient peur pour leur carrière, mais les données américaines montrent clairement que le rayonnement cosmique augmente le risque de cataracte, l'opacité du cristallin. Les tests sanguins d'astronautes montrent une augmentation des aberrations chromosomiques dans les lymphocytes après chaque vol spatial, ce qui est considéré comme un marqueur tumoral en médecine. En général, il a été conclu queque l'obtention d'une dose admissible de 1 Sv au cours d'une vie raccourcit la durée de vie de trois ans en moyenne.
Risques lunaires
L'un des arguments «forts» des partisans de la «conspiration lunaire» est l'affirmation que traverser les ceintures de radiation et être sur la lune, là où il n'y a pas de champ magnétique, entraînerait la mort inévitable des astronautes par maladie des radiations. Les astronautes américains devaient vraiment traverser les ceintures de rayonnement de la Terre - protons et électroniques. Mais cela s'est produit en quelques heures seulement, et les doses reçues par les équipages d'Apollo au cours des missions se sont révélées importantes, mais comparables à celles reçues par les anciens de l'ISS. «Bien sûr, les Américains ont eu de la chance», dit Vyacheslav Shurshakov, «après tout, pas un seul événement de protons solaires ne s'est produit pendant leurs vols. Si cela se produisait, les astronautes recevraient des doses sublétales - pas 30 mSv, mais 3 Sv.
Mouillez vos serviettes
«Nous, spécialistes dans le domaine de la radioprotection», déclare Vyacheslav Shurshakov, «insistons pour que la protection des équipages soit renforcée. Par exemple, sur l'ISS, les plus vulnérables sont les cabines des astronautes, où ils se reposent. Il n'y a pas de masse supplémentaire là-bas, et seule une paroi métallique de plusieurs millimètres d'épaisseur sépare une personne de l'espace. Si l'on réduit cette barrière à l'équivalent en eau accepté en radiologie, il ne s'agit que de 1 cm d'eau. A titre de comparaison: l'atmosphère terrestre, sous laquelle nous nous cachons des radiations, équivaut à 10 m d'eau. Nous avons récemment proposé de protéger les cabines des astronautes avec une couche supplémentaire de serviettes et de serviettes imbibées d'eau, ce qui réduirait considérablement les effets des radiations. Des médicaments sont en cours de développement pour protéger contre les radiations, bien qu'ils ne soient pas encore utilisés sur l'ISS. Peut être,à l'avenir, en utilisant les méthodes de la médecine et du génie génétique, nous pourrons améliorer le corps humain afin que ses organes critiques soient plus résistants aux facteurs de rayonnement. Mais dans tous les cas, sans une attention particulière de la science à ce problème, on peut oublier les vols spatiaux longue distance."
Oleg Makarov
