Возможны ли пилотируемые полеты к звездам?
«Планета есть колыбель разума, но нельзя вечно жить в колыбели… Человечество не останется вечно на Земле, но, в погоне за светом и пространством, сначала робко проникнет за пределы атмосферы, а затем завоюет себе все околосолнечное пространство». К. Э. Циолковский
Человечество уже неплохо освоило околоземное космическое пространство. Самолеты и суда надежно определяют свой курс и местонахождение благодаря системам космической навигации и координатно-временного обеспечения. Космические снимки помогают обнаруживать наводнения и лесные пожары, оказывать помощь терпящим бедствие, находить залежи полезных ископаемых, предсказывать изменения погоды. Спутники дают возможность получать интернет там, куда не дотягиваются кабельные сети.
Ясно, что человечество не остановится на освоении ближнего космоса. Добыча полезных ископаемых на Луне – дело не столь отдаленного будущего. Но человеческая мысль неудержимо стремится дальше. Люди мечтают о полетах к Марсу, Венере, другим планетам Солнечной системы и даже за ее пределы – к другим звездам и галактикам. И тут встает вопрос: насколько возможны такие полеты?
Пилотируемые космические миссии сопряжены с риском для здоровья космонавтов, как непосредственно в полете, так и после возвращения на Землю. Негативными факторами космического пространства, воздействующими на человеческий организм являются: вакуум, невесомость, резкое ослабление или полное отсутствие магнитного поля, ионизирующие излучения космического пространства и ряд других. Подготовка дальних космических полетов требует, прежде всего, устранения любых опасностей для здоровья участников подобных миссий. «Вне зависимости от того, выступает человек в роли обслуги умных машин или выполняет цивилизационную миссию (что скорее отвечает истине), действуя в непредсказуемых условиях, в центре внимания многочисленных коллективов ученых, врачей, конструкторов, инженеров, технологов должен находиться космонавт».
Риск здоровью космонавтов определяется совместным действием негативных факторов и зависит от способности организма восстанавливать функции в экстремальных условиях. Разумеется, наиболее опасны факторы, влияние которых наносит невосполнимый ущерб здоровью космонавтов. Именно они ограничивают дальность и продолжительность будущих космических миссий. К ним относятся ионизирующие излучения космического пространства, причем воздействие радиации проявляется как в полете, так и десятилетия спустя по завершении профессиональной деятельности космонавтов.
Современные представления о характеристиках космической радиации основаны на многочисленных экспериментах на борту спутников Земли, которые позволили создать теоретические модели и прогнозировать условия облучения в ближнем и дальнем космосе. Они учитывают состояние солнечной активности, траекторию движения космических кораблей, продолжительность полета, конструкцию космического корабля и многие другие данные. В околоземном космическом пространстве ионизирующие излучения космического пространства включают естественные радиационные пояса Земли, солнечные и галактические космические лучи.
Стоит напомнить, что естественные радиационные пояса Земли формируются из протонов и электронов, которые прилетают от Солнца и захватываются магнитным полем Земли. Захваченные частицы образуют внутренний и внешний радиационные пояса. Внутренний радиационный пояс находится на расстоянии от 0,2 до ~3 радиусов Земли