Филип Плейт - Смерть с небес. Наука о конце света

Рентгеновское излучение опасно потому, что при поглощении вся его энергия переходит в ткани тела. Это может приводить к повреждению клеток и ДНК. Повреждения ДНК могут вызывать мутации, а те, в свою очередь (но не всегда), могут вызывать рак.

Поглощение излучения измеряется в единицах, которые называются бэр [10] Бэр означает биологический эквивалент рентгена, где «рентген» является количественной мерой излучения. Источник может излучать определенное количество рентген радиации, но количество, поглощаемое тканями тела, измеряется в бэрах. . Мы постоянно окружены фоновым излучением, исходящим из поверхности Земли; просто существуя на Земле, за год вы получаете дозу облучения в размере примерно 0,3 бэр. На большой высоте над уровнем моря, например в Денвере, эта доза может достигать 0,5 бэр за счет как земных, так и внеземных источников излучения. Сравните: когда вы делаете рентгеновский снимок зубов, вы получаете дозу примерно 0,04 бэр, это одна десятая обычной годовой дозы фонового облучения. У правительства США есть рекомендации для людей, работающих в зонах с повышенным излучением: максимальная безопасная доза облучения для всего тела, установленная в них, составляет 5 бэр в год.

Не очень мощная вспышка может подвергнуть астронавта облучению в несколько десятков бэр. Несмотря на то что это кажется опасным, на деле человеческое тело может прекрасно справиться с такой однократной дозой облучения. Клетки заживают, а с небольшими повреждениями ДНК могут справиться собственные защитные силы организма. Я не говорю, что это хорошо: проблемы, вызываемые подобной дозой облучения, — это раздражение кожи, а также более высокий риск развития рака кожи и других видов рака. Астронавты-мужчины могут также становиться на несколько месяцев бесплодными; кроме того, у астронавтов обоих полов могут выпадать волосы.

Но если поврежден значительный объем тканей, то организм не в состоянии вылечить себя. В случае мощной вспышки тело астронавта способно поглотить сотни бэр рентгеновского излучения. Эта доза может оказаться смертельной: организм не справится с повреждением клеток в таком объеме. В течение нескольких часов и дней астронавт будет медленно умирать по мере того, как умирают клетки его тела, отслаивается слизистая оболочка кишечника, жидкость просачивается из разорванных клеток в окружающие ткани… результаты ужасающие. NASA относится к этой угрозе очень серьезно. В случае вспышки на Солнце астронавты на космической станции укрываются в более защищенной секции, а излучение поглощается самой станцией и не вредит людям внутри.

Когда астронавты снова полетят на Луну, им также придется иметь с этим дело. Лунные породы прекрасно поглощают радиацию, поэтому вполне вероятно, что колонисты покроют свои жилые модули на Луне слоем скальных пород и камней толщиной в два или три метра. Это не так романтично, как стеклянные купола на поверхности, но возможность пережить вспышку может оказаться приоритетной по сравнению с нашими представлениями о том, как должна выглядеть колония из фантастических фильмов [11] С полетом на Марс еще сложнее, так как лететь до него придется несколько месяцев. Проблема излучения от вспышек будет иметь даже еще больший приоритет. Тяжелые скальные породы — неудобный щит для межпланетных путешественников. NASA и другие космические агентства упорно работают над этим вопросом, чтобы превратить полеты на Марс в реальность. .

Мощная вспышка, однако, представляет опасность не только для людей: она может поджарить и наши спутники. Когда металл спутников подвергается рентгеновскому или гамма-излучению, он ионизируется. Очень мощное гамма-излучение может ионизировать множество атомов на спутнике, и от этих атомов каскадом полетит «шрапнель» электронов. Не забывайте, движущиеся электрические заряды создают магнитное поле. Этот внезапный сильный импульс магнитной энергии может повредить электронные компоненты спутника (как магнит может повредить жесткий диск вашего компьютера). Сами электроны также могут вызывать короткие замыкания в аппаратуре.

Многие гражданские спутники были утрачены из-за вспышек на Солнце. Военные спутники во многих случаях имеют защиту от повреждений такого рода, и более прочные спутники могут продолжать работать даже при мощной вспышке. Последствия близкого ядерного взрыва схожи с последствиями вспышки на Солнце, поэтому эти спутники могут пережить и ядерный взрыв в космосе (если не будут повреждены осколками и теплом от взрыва).

Далее, атмосфера Земли поглощает приходящее извне высокоэнергетическое излучение. Да, мы на поверхности защищены, но верхние слои атмосферы могут разогреваться и раздуваться от излучения, как воздушный шар. Если атмосфера разбухнет достаточно сильно, она может достичь высоты орбит некоторых спутников. Спутник, обычно летящий по орбите практически в вакууме, может внезапно почувствовать сопротивление, проходя через очень разреженную раздувшуюся атмосферу. В результате этого спутник переходит на более низкую орбиту, в еще более плотный воздух, отчего снижается еще больше, и так далее. Даже если он переживет исходную вспышку, он все равно может быть разрушен, сгорев в атмосфере Земли! В каждый цикл солнечной активности по этой причине теряются многие спутники, находящиеся на низких орбитах. Именно это произошло с американской космической станцией Skylab в 1979 г.

Поэтому космические агентства и владельцы коммерческих спутников очень пристально наблюдают за солнечными вспышками. Вспышки связаны с 11-летним циклом солнечной активности и, как правило, происходят в момент максимума пятен на солнце или примерно в это время, хотя по причинам, до сих пор не вполне понятным, самые интенсивные вспышки обычно случаются примерно через год после максимума. Между прочим, вспышка в 1859 г., возможно, ярчайшая за все время, произошла за год или около того до максимума солнечной активности.

Та вспышка вызвала большую геомагнитную активность. Хотя и сама она, вероятно, оказала определенное непосредственное воздействие на Землю, сейчас считается, что у нее были помощники.

Обычно от Солнца исходит относительно постоянный поток вещества. Он называется солнечным ветром и представляет собой поток субатомных частиц, ускоряемых тем же самым «подозреваемым»: магнитным полем Солнца. Солнечный ветер дует от Солнца во всех направлениях и не ослабевает на протяжении миллиардов километров; это гораздо дальше орбиты Земли. У поверхности Солнца эти частицы можно видеть как слабое жемчужное свечение, называемое короной. Корона невероятно горяча, миллиарды градусов, но очень разрежена, почти как вакуум. Однако над триллионами кубических километров поверхности Солнца даже что-то настолько рассеянное в совокупности может составить большую массу. Астрономы считают корону солнечной атмосферой, поэтому, в буквальном смысле, мы живем в атмосфере звезды.