Эффекты ионизирующего излучения в космических полетах
Рак, вызванный воздействием ионизирующего излучения во время космического полета

Phantom Torso, как показано здесь в лаборатории Destiny на Международной космической станции (МКС), предназначен для измерения воздействия радиации на органы внутри тела с помощью торса, похожего на те, которые используются для обучения рентгенологов на Земле. По высоте и весу торс эквивалентен среднему взрослому мужчине. Он содержит детекторы радиации, которые будут измерять в режиме реального времени, сколько радиации ежедневно получают мозг, щитовидная железа, желудок, толстая кишка, сердце и легкие. Эти данные будут использоваться для определения того, как организм реагирует на радиацию и защищает свои внутренние органы от нее, что будет важно для более длительных космических полетов.

Астронавты подвергаются воздействию приблизительно 72 миллизивертов (мЗв) во время шестимесячных миссий на Международной космической станции (МКС). Однако более длительные трехлетние миссии на Марс потенциально могут подвергнуть астронавтов воздействию радиации свыше 1000 мЗв. Без защиты, обеспечиваемой магнитным полем Земли, уровень воздействия резко возрастает. [1] [2] [ не удалось проверить ] Риск рака, вызванного ионизирующим излучением , хорошо документирован при дозах облучения, начинающихся от 100 мЗв и выше. [1] [3] [4]

Сопутствующие исследования радиологического воздействия показали, что выжившие после взрывов атомных бомб в Хиросиме и Нагасаки , работники ядерных реакторов и пациенты, прошедшие терапевтическую лучевую терапию, получили дозы излучения с низкой линейной передачей энергии ( рентгеновские и гамма-лучи ) в том же диапазоне 50–2000 мЗв. [5]

Состав космического излучения

Находясь в космосе, астронавты подвергаются воздействию радиации, которая в основном состоит из высокоэнергетических протонов , ядер гелия ( альфа-частиц ) и ионов с высоким атомным числом ( ионов HZE ), а также вторичной радиации от ядерных реакций в частях или тканях космического корабля. [6]

Модели ионизации в молекулах, клетках, тканях и возникающие в результате биологические эффекты отличаются от типичного земного излучения ( рентгеновское и гамма-излучение , которое является излучением с низкой ЛПЭ). Галактические космические лучи (ГКЛ) из-за пределов галактики Млечный Путь состоят в основном из высокоэнергетических протонов с небольшой составляющей ионов HZE. [6]

Известные ионы HZE:

Пики энергетических спектров ГКЛ (со средними энергетическими пиками до 1000 МэВ / а.е.м. ) и ядра (энергии до 10 000 МэВ/а.е.м.) вносят важный вклад в эквивалент дозы . [6] [7]

Неопределенности в прогнозах по раку

Одним из главных препятствий для межпланетных путешествий является риск рака, вызванного воздействием радиации. Наибольший вклад в это препятствие вносят: (1) Большие неопределенности, связанные с оценками риска рака, (2) Отсутствие простых и эффективных контрмер и (3) Невозможность определить эффективность контрмер. [6] Эксплуатационные параметры, которые необходимо оптимизировать для снижения этих рисков, включают: [6]

  • продолжительность космических полетов
  • возраст экипажа
  • секс в команде
  • экранирование
  • биологические контрмеры

Основные неопределенности

Источник: [6]

  • влияние на биологические повреждения, связанные с различиями между космической радиацией и рентгеновскими лучами
  • зависимость риска от мощности дозы в космосе, связанная с биологией репарации ДНК , регуляцией клеток и тканевыми реакциями
  • прогнозирование событий солнечных частиц (SPE)
  • экстраполяция экспериментальных данных на людей и между человеческими популяциями
  • индивидуальные факторы чувствительности к радиации (генетические, эпигенетические, диетические или эффекты «здорового работника»)

Незначительные неопределенности

Источник: [6]

  • данные о галактических космических лучах
  • физика оценок экранирования, связанных со свойствами передачи излучения через материалы и ткани
  • Влияние микрогравитации на биологические реакции на радиацию
  • ошибки в человеческих данных (статистические, дозиметрические или регистрационные неточности)

Количественные методы были разработаны для распространения неопределенностей, которые способствуют оценкам риска рака. Вклад эффектов микрогравитации в космическую радиацию еще не оценен, но ожидается, что он будет небольшим. Однако, поскольку было показано, что микрогравитация модулирует прогрессирование рака, необходимы дополнительные исследования комбинированного воздействия микрогравитации и радиации на канцерогенез. [8] Влияние изменений уровня кислорода или иммунной дисфункции на риск рака в значительной степени неизвестно и вызывает большую озабоченность во время космического полета. [6]

Виды рака, вызванные воздействием радиации

Исследования проводятся на популяциях, случайно подвергшихся воздействию радиации (например, Чернобыль , промышленные объекты, Хиросима и Нагасаки ). Эти исследования показывают убедительные доказательства заболеваемости раком, а также риска смертности в более чем 12 тканях. Наибольшие риски для взрослых, которые были изучены, включают несколько типов лейкемии , включая миелоидную лейкемию [9] и острую лимфатическую лимфому [9], а также опухоли легких , груди , желудка , толстой кишки , мочевого пузыря и печени . Межполовые различия весьма вероятны из-за различий в естественной заболеваемости раком у мужчин и женщин. Другой переменной является дополнительный риск рака груди, яичников и легких у женщин. [10] Также имеются данные о снижении риска рака, вызванного радиацией, с увеличением возраста, но величина этого снижения после 30 лет не определена. [6]

Неизвестно, может ли излучение с высокой ЛПЭ вызывать те же типы опухолей, что и излучение с низкой ЛПЭ, но следует ожидать различий. [9]

Отношение дозы излучения с высокой ЛПЭ к дозе рентгеновских лучей или гамма-лучей, которые производят тот же биологический эффект, называется факторами относительной биологической эффективности (ОБЭ). Типы опухолей у людей, которые подвергаются воздействию космической радиации, будут отличаться от тех, которые подвергаются воздействию излучения с низкой ЛПЭ. Это подтверждается исследованием, в котором наблюдали за мышами с нейтронами и у которых ОБЭ варьируются в зависимости от типа и деформации ткани. [9]

Измеренный уровень заболеваемости раком среди астронавтов

Измеренная скорость изменения рака ограничена ограниченной статистикой. Исследование, опубликованное в Scientific Reports, рассмотрело 301 американского астронавта и 117 советских и российских космонавтов и не обнаружило измеримого увеличения смертности от рака по сравнению с общей популяцией, как сообщает LiveScience. [11] [12]

Более раннее исследование 1998 года пришло к аналогичным выводам: статистически значимого увеличения заболеваемости раком среди астронавтов по сравнению с контрольной группой не наблюдалось. [13]

Подходы к установлению приемлемых уровней риска

Ниже приведены различные подходы к установлению приемлемых уровней радиационного риска: [14]

Сравнение доз радиации - включает количество, обнаруженное во время полета от Земли до Марса с помощью RAD на MSL (2011 - 2013). [15] [16] [17] [18]
  • Неограниченный радиационный риск — руководство НАСА, семьи близких астронавтов и налогоплательщики посчитают такой подход неприемлемым.
  • Сравнение с профессиональными смертельными случаями в менее безопасных отраслях промышленности - Потери жизни от смерти от рака, вызванного радиацией, меньше, чем от большинства других профессиональных смертей. В настоящее время это сравнение также будет очень ограничивающим для операций МКС из-за постоянных улучшений в наземной профессиональной безопасности за последние 20 лет.
  • Сравнение с показателями заболеваемости раком среди населения в целом. Количество потерянных лет жизни в результате смерти от рака, вызванного радиацией, может быть значительно больше, чем количество потерянных лет жизни в результате смерти от рака среди населения в целом, которая часто происходит в пожилом возрасте (> 70 лет) и при значительно меньшем количестве потерянных лет жизни.
  • Удвоение дозы в течение 20 лет после воздействия — обеспечивает примерно эквивалентное сравнение, основанное на потере жизни из-за других профессиональных рисков или фоновых случаев смерти от рака в течение карьеры работника, однако этот подход сводит на нет роль эффектов смертности в более позднем возрасте.
  • Использование пределов для наземных рабочих — обеспечивает точку отсчета, эквивалентную стандарту, установленному на Земле, и признает, что астронавты сталкиваются с другими рисками. Однако наземные рабочие остаются значительно ниже пределов доз и в значительной степени подвергаются воздействию излучения с низкой ЛПЭ, где неопределенности биологических эффектов намного меньше, чем для космической радиации.

Отчет NCRP № 153 содержит более свежий обзор рака и других рисков радиации. [19] В этом отчете также определяется и описывается информация, необходимая для разработки рекомендаций по радиационной защите за пределами LEO, содержится всеобъемлющее резюме текущего объема доказательств рисков для здоровья, вызванных радиацией, а также даются рекомендации по областям, требующим будущих экспериментов. [14]

Текущие допустимые пределы воздействия

Пределы риска рака в карьере

Предел воздействия радиации на астронавтов не должен превышать 3% риска смерти, вызванной воздействием (REID) от смертельного рака за всю их карьеру. Политика NASA заключается в обеспечении 95%-ного уровня уверенности (CL) в том, что этот предел не будет превышен. Эти пределы применимы ко всем миссиям на низкой околоземной орбите (LEO) , а также к лунным миссиям, которые длятся менее 180 дней. [20] В Соединенных Штатах законные пределы профессионального воздействия для взрослых работников установлены на уровне эффективной дозы 50 мЗв в год. [21]

Риск рака в зависимости от дозы

Связь между воздействием радиации и риском зависит как от возраста, так и от пола из-за эффектов латентности и различий в типах тканей, чувствительности и продолжительности жизни между полами. Эти связи оцениваются с использованием методов, рекомендованных NCRP [10] и более поздней информации по эпидемиологии радиации [1] [20] [22]

Принцип «настолько низко, насколько это разумно достижимо»

Принцип « настолько низко, насколько это разумно достижимо » (ALARA) является юридическим требованием, призванным обеспечить безопасность астронавтов. Важной функцией ALARA является обеспечение того, чтобы астронавты не приближались к пределам радиации и чтобы такие пределы не рассматривались как «допустимые значения». ALARA особенно важен для космических миссий ввиду больших неопределенностей в моделях прогнозирования рака и других рисков. Программы миссий и наземные профессиональные процедуры, приводящие к облучению астронавтов, должны найти экономически эффективные подходы к внедрению ALARA. [20]

Оценка ограничений карьеры

Орган ( Т )Весовой коэффициент ткани ( w T )
Гонады0.20
Костный мозг (красный)0,12
Колон0,12
Легкое0,12
Желудок0,12
Мочевой пузырь0,05
Грудь0,05
Печень0,05
Пищевод0,05
Щитовидная железа0,05
Кожа0.01
Поверхность кости0.01
Остаток*0,05
*Надпочечники, мозг, верхний отдел кишечника, тонкий кишечник,
почки, мышцы, поджелудочная железа, селезенка, тимус и матка.

Риск рака рассчитывается с использованием методов радиационной дозиметрии и физики. [20]

Для определения пределов воздействия радиации в НАСА вероятность смертельного рака рассчитывается следующим образом:

  1. Тело разделено на набор чувствительных тканей, и каждой ткани, T , присваивается вес, w T , в соответствии с ее предполагаемым вкладом в риск развития рака. [20]
  2. Поглощенная доза, D γ , которая доставляется каждой ткани, определяется из измеренной дозиметрии. Для оценки риска радиации для органа величина, характеризующая плотность ионизации, называется ЛПЭ (кэВ/мкм). [20]
  3. Для заданного интервала ЛПЭ между L и ΔL риск, эквивалентный дозе (в единицах зиверта ) для ткани, T , H γ (L), рассчитывается как где фактор качества, Q(L), получается в соответствии с Международной комиссией по радиологической защите (МКРЗ). [20]
    ЧАС γ ( Л ) = В ( Л ) Д γ ( Л ) {\displaystyle H_{\gamma }(L)=Q(L)D_{\gamma }(L)}
  4. Средний риск для ткани, T , из-за всех типов излучения, вносящих вклад в дозу, определяется по формуле [20] или, поскольку , где F γ (L) — это флюенс частиц с ЛПЭ=L , проходящих через орган,
    ЧАС γ = ∫ Д γ ( Л ) В ( Л ) г Л {\displaystyle H_{\gamma}=\int D_{\gamma}(L)Q(L)dL}
    Д γ ( Л ) = Л Ф γ ( Л ) {\displaystyle D_{\gamma }(L)=LF_{\gamma }(L)}
    ЧАС γ = ∫ г Л В ( Л ) Ф γ ( Л ) Л {\ displaystyle H _ {\ gamma } = \ int dLQ (L) F _ {\ gamma } (L) L}
  5. Эффективная доза используется как сумма по типу излучения и ткани с использованием весовых коэффициентов ткани, w γ [20]
    Э = ∑ γ ж γ ЧАС γ {\ displaystyle E = \ sum _ {\ gamma } w_ {\ gamma } H_ {\ gamma }}
  6. Для миссии длительностью t эффективная доза будет функцией времени E(t) , а эффективная доза для миссии i будет [20]
    Э я = ∫ Э ( т ) г т {\displaystyle E_{i}=\int E(t)dt}
  7. Эффективная доза используется для масштабирования уровня смертности от радиационно-индуцированной смерти из данных о выживших в Японии, применяя среднее значение мультипликативных и аддитивных моделей переноса для солидных видов рака и аддитивную модель переноса для лейкемии, применяя методологии таблиц жизни , основанные на данных о населении США по фоновому раку и всем причинам смертности. Предполагается, что коэффициент эффективности дозы (DDREF) равен 2. [20]

Оценка кумулятивных радиационных рисков

Кумулятивный риск смерти от рака (%REID) для астронавта при профессиональном облучении, N , определяется с помощью применения методологий таблиц продолжительности жизни, которые можно аппроксимировать при малых значениях %REID путем суммирования по эффективной дозе, взвешенной по тканям, E i , как

Р я с к = ∑ я = 1 Н Э я Р 0 ( а г е я , с е х ) {\displaystyle Риск=\sum _{i=1}^{N}E_{i}R_{0}(возраст_{i},пол)}

где R 0 – это коэффициенты смертности от радиации в зависимости от возраста и пола на единицу дозы. [20]

Для расчета дозы облучения органов NASA использует модель Биллингса и др. [23] для представления самоэкранирования человеческого тела в приближении массы, эквивалентной воде. Следует учитывать ориентацию человеческого тела относительно экранирования транспортного средства, если она известна, особенно для SPE [24]

Уровни достоверности для рисков онкологических заболеваний в карьере оцениваются с использованием методов, указанных NPRC в отчете № 126, архивированном 08.03.2014 на Wayback Machine . [20] Эти уровни были изменены для учета неопределенности в факторах качества и космической дозиметрии. [1] [20] [25]

Неопределенности, которые учитывались при оценке 95%-ных уровней достоверности, включают в себя неопределенности в:

  • Данные эпидемиологии человека, включая неопределенности в
    • статистические ограничения эпидемиологических данных
    • дозиметрия облученных групп
    • предвзятость, включая неправильную классификацию случаев смерти от рака, и
    • передача риска среди населения.
  • Коэффициент DDREF, используемый для масштабирования данных об остром облучении до данных об облучении с низкой и высокой мощностью дозы.
  • Коэффициент качества излучения (Q) как функция ЛПЭ.
  • Космическая дозиметрия

Так называемые «неизвестные неопределенности» из отчета NCRP № 126 [26] игнорируются NASA.

Модели рисков и неопределенностей рака

Методология таблицы смертности

Подход таблицы двойного ущерба жизни — это то, что рекомендует NPRC [10] для измерения рисков смертности от рака, вызванного радиацией. Смертность населения в зависимости от возраста отслеживается на протяжении всей его жизни с учетом конкурирующих рисков от радиации и всех других описанных причин смерти. [27] [28]

Для однородной популяции, получающей эффективную дозу E в возрасте a E , вероятность смерти в возрастном интервале от a до a+1 описывается фоновым уровнем смертности от всех причин смерти, M(a) , и уровнем смертности от радиационного рака, m(E,a E ,a) , как: [28]

д ( Э , а Э , а ) = М ( а ) + м ( Э , а Э , а ) 1 + 1 2 [ М ( а ) + м ( Э , а Э , а ) ] {\displaystyle q(E,a_{E},a)={\frac {M(a)+m(E,a_{E},a)}{1+{\frac {1}{2}}\left[M(a)+m(E,a_{E},a)\right]}}}

Вероятность выживания до старения, a , после воздействия, E в возрасте a E , составляет: [28]

С ( Э , а Э , а ) = ∏ ты = а Э а − 1 [ 1 − д ( Э , а Э , ты ) ] {\displaystyle S(E,a_{E},a)=\prod _{u=a_{E}}^{a-1}\left[1-q(E,a_{E},u)\right]}

Чрезмерный риск на протяжении всей жизни (ЧПР — повышенная вероятность того, что подвергшийся воздействию человек умрет от рака) определяется разницей в условных вероятностях выживания для подвергшихся воздействию и не подвергшихся воздействию групп следующим образом: [28]

Э Л Р = ∑ а = а Э ∞ [ М ( а ) + м ( Э , а Э , а ) ] С ( Э , а Э , а ) − ∑ а = а Э ∞ М ( а ) С ( 0 , а Э , а ) {\displaystyle ELR=\sum _{a=a_{E}}^{\infty }\left[M(a)+m(E,a_{E},a)\right]S(E,a_{E},a)-\sum _{a=a_{E}}^{\infty }M(a)S(0,a_{E},a)}

Минимальное время ожидания 10 лет часто используется для излучения с низкой ЛПЭ. [10] Альтернативные предположения следует рассматривать для излучения с высокой ЛПЭ. REID (пожизненный риск того, что человек в популяции умрет от рака, вызванного воздействием радиации) определяется следующим образом: [28]

Р Э я Д = ∑ а = а Э ∞ м ( Э , а Э , а ) С ( Э , а Э , а ) {\displaystyle REID=\sum _{a=a_{E}}^{\infty }m(E,a_{E},a)S (E,a_{E},a)}

Как правило, значение REID превышает значение ELR на 10–20%.

Средняя потеря ожидаемой продолжительности жизни (LLE) среди населения определяется следующим образом: [28]

Л Л Э = ∑ а = а Э ∞ С ( 0 , а Э , а ) − ∑ а = а Э ∞ С ( Э , а Э , а ) {\displaystyle LLE=\sum _{a=a_{E}}^{\infty }S(0,a_{E},a)-\sum _{a=a_{E}}^{\infty }S (Е,а_{Е},а)}

Потеря ожидаемой продолжительности жизни среди смертей, вызванных воздействием (LLE-REID), определяется как: [28] [29]

Л Л Э − Р Э я Д = Л Л Э Р Э я Д {\displaystyle LLE-REID={\frac {LLE}{REID}}}

Неопределенности в эпидемиологических данных с низкой ЛПЭ

Коэффициент смертности при низкой ЛПЭ на зиверт, m i записывается как

м ( Э , а х , а ) = м 0 ( Э , а х , а ) Д Д Р Э Ф х Д х с х Т х Б х Д г {\displaystyle m(E,a_{x},a)={\frac {m_{0}(E,a_{x},a)}{DDREF}}{\frac {x_{D}x_{s}x_{T}x_{B}}{x_{Dr}}}}

где m 0 — базовый уровень смертности на зиверт, а x α — квантили (случайные величины), значения которых выбираются из связанных функций распределения вероятностей (PDF), P(X a ) . [30]

NCRP в отчете № 126 определяет следующие субъективные PDF, P(X a ) , для каждого фактора, который способствует прогнозированию острого риска низкой ЛПЭ: [30] [31]

  1. P- дозиметрия — это случайные и систематические ошибки в оценке доз, полученных людьми, пережившими взрыв атомной бомбы.
  2. P статистический – это распределение неопределенности в точечной оценке коэффициента риска r 0 .
  3. Смещение P — это любое смещение, возникающее в результате завышения или занижения данных о случаях смерти от рака.
  4. Передача P — это неопределенность в передаче риска рака после воздействия радиации от населения Японии к населению США.
  5. P Dr — это неопределенность в знании экстраполяции рисков на низкие дозы и мощности доз, которые воплощены в DDREF.

Риск в контексте сценариев проведения разведывательных миссий

Точность моделей окружающей среды галактических космических лучей, транспортных кодов и сечений ядерного взаимодействия позволяет НАСА прогнозировать космическую среду и воздействие на органы, которые могут возникнуть во время длительных космических миссий. Отсутствие знаний о биологических эффектах воздействия радиации поднимает серьезные вопросы о прогнозировании риска. [32]

Прогноз риска заболевания раком для космических миссий определяется по формуле [32]

м Дж. ( Э , а Э , а ) л Дж. ( Э , а Э , а ) ∫ г Л г Ф г Л Л В т г я а л − Дж. ( Л ) Х Л − Дж. {\displaystyle m_{J}(E,a_{E},a)_{lJ}(E,a_{E},a)\int dL{\frac {dF}{dL}}LQ_{trial-J}(L)X_{LJ}}

где представляет собой свертывание прогнозов спектров ЛПЭ, взвешенных по тканям за защитой космического корабля, с показателем смертности от радиации для формирования показателя для испытания J. г Ф г Л {\displaystyle {\frac {dF}{dL}}}

В качестве альтернативы можно использовать энергетические спектры частиц, F j (E) , для каждого иона, j [32]

м Дж. ( Э , а Э , а ) = м л Дж. ( Э , а Э , а ) ∑ дж ( Э ) Л ( Э ) В т г я а л − Дж. ( Л ( Э ) ) х Л − Дж. {\ displaystyle m_ {J} (E, a_ {E}, a) = m_ {lJ} (E, a_ {E}, a) \ sum _ {j} (E) L (E) Q_ {trial-J }(L(E))x_{LJ}} .

Результат любого из этих уравнений вставляется в выражение для REID. [32]

Связанные функции распределения вероятностей (PDF) группируются вместе в объединенную функцию распределения вероятностей, P cmb (x) . Эти PDF связаны с коэффициентом риска нормальной формы (дозиметрия, смещение и статистические неопределенности). После того, как достаточное количество испытаний было завершено (приблизительно 10 5 ), результаты для оценки REID объединяются и находятся медианные значения и доверительные интервалы. [32]

Тест хи-квадрат (χ 2 ) используется для определения того, являются ли две отдельные PDF существенно разными (обозначаются p 1 (R i ) и p 2 (R i ) , соответственно). Каждый p(R i ) следует распределению Пуассона с дисперсией . [32] п ( Р я ) {\displaystyle {\sqrt {p(R_{i})}}}

Тест χ2 для n-степеней свободы , характеризующий дисперсию между двумя распределениями, имеет вид [32]

χ 2 = ∑ н [ п 1 ( Р н ) − п 2 ( Р н ) ] 2 п 1 2 ( Р н ) + п 2 2 ( Р н ) {\displaystyle \chi^2}=\sum _{n}{\frac {\left[p_{1}(R_{n})-p_{2}(R_{n})\right]^{2}}{\sqrt {p_{1}^{2}(R_{n})+p_{2}^{2}(R_{n})}}}} .

Вероятность P(ņχ 2 ) того, что два распределения одинаковы, вычисляется после определения χ 2 . [32]

Показатели смертности от радиационного канцерогенеза

Для прогнозирования рисков смерти от рака в течение жизни используется зависящий от возраста и пола коэффициент смертности на единицу дозы, умноженный на фактор качества излучения и уменьшенный на DDREF. Оцениваются острые гамма-облучения. [10] Также предполагается аддитивность эффектов каждого компонента в поле излучения.

Показатели приближены с использованием данных, собранных среди японских выживших после атомной бомбардировки. Существуют две разные модели, которые рассматриваются при переносе риска с японского населения на американское.

  • Мультипликативная модель переноса — предполагает, что риски радиационного облучения пропорциональны спонтанным или фоновым рискам рака.
  • Модель аддитивного переноса — предполагает, что риск радиации действует независимо от других рисков возникновения рака.

NCRP рекомендует использовать смешанную модель, содержащую дробные вклады обоих методов. [10]

Коэффициент смертности от радиации определяется как:

м ( Э , а Э , а ) = [ Э Р Р ( а Э , а ) М с ( а ) + ( 1 − в ) Э А Р ( а Э , а ) ] ∑ Л В ( Л ) Ф ( Л ) Л Д Д Р Э Ф {\displaystyle m(E,a_{E},a)=\left[ERR(a_{E},a)M_{c}(a)+(1-v)EAR(a_{E},a)\right]{\frac {\sum _{L}Q(L)F(L)L}{DDREF}}}

Где:

  • ERR = избыточный относительный риск на зиверт
  • EAR = избыточный аддитивный риск на зиверт
  • M c (a) = показатель смертности от рака в зависимости от пола и возраста среди населения США
  • F = плотность потока, взвешенная по ткани
  • L = ЛЕТ
  • v = дробное деление между предположением мультипликативной и аддитивной моделей переноса риска. Для солидного рака предполагается, что v=1/2, а для лейкемии предполагается, что v=0.

Биологические и физические контрмеры

Определение эффективных контрмер, которые снижают риск биологического повреждения, по-прежнему является долгосрочной целью для исследователей космоса. Эти контрмеры, вероятно, не нужны для продолжительных лунных миссий, [3] но будут нужны для других продолжительных миссий на Марс и далее. [32] 31 мая 2013 года ученые НАСА сообщили, что возможная миссия человека на Марс может быть связана с большим радиационным риском, исходя из количества излучения энергичных частиц , обнаруженного RAD на Марсианской научной лаборатории во время путешествия с Земли на Марс в 2011-2012 годах. [15] [16] [17] [18]

Существует три основных способа снижения воздействия ионизирующего излучения: [32]

  • увеличение расстояния от источника излучения
  • сокращение времени экспозиции
  • экранирование (т.е. физический барьер)

Экранирование является возможным вариантом, но из-за текущих ограничений массы запуска оно является непозволительно дорогим. Кроме того, текущие неопределенности в прогнозировании риска не позволяют определить фактическую пользу экранирования. Такие стратегии, как лекарства и диетические добавки для снижения воздействия радиации, а также отбор членов экипажа оцениваются как жизнеспособные варианты для снижения воздействия радиации и эффектов облучения. Экранирование является эффективной мерой защиты от событий, связанных с солнечными частицами. [33] Что касается экранирования от GCR, высокоэнергетическое излучение очень проникающее, и эффективность радиационного экранирования зависит от атомного состава используемого материала. [32]

Антиоксиданты эффективно используются для предотвращения повреждений, вызванных лучевой травмой и отравлением кислородом (образованием активных форм кислорода), но поскольку антиоксиданты работают, спасая клетки от определенной формы клеточной смерти (апоптоза), они могут не защитить от поврежденных клеток, которые могут инициировать рост опухоли. [32]

Защитное экранирование космических аппаратов

Стандартная защита космического корабля, интегрированная в конструкцию корпуса, является надежной защитой от большей части солнечной радиации. Эта полезность сводится на нет высокоэнергетическими космическими лучами, которые она эффективно расщепляет на ливни вторичных частиц. Этот ливень вторичных частиц может быть уменьшен путем использования водородо-плотных материалов или легких элементов для защиты.

Материальная защита может быть эффективна против галактических космических лучей, но тонкая защита может фактически усугубить проблему для некоторых лучей с более высокой энергией из-за увеличенного количества вторичной радиации . [34] Например, считается, что алюминиевые стены МКС обеспечивают чистое снижение воздействия радиации. Однако в межпланетном пространстве считается, что тонкая алюминиевая защита даст чистое увеличение воздействия радиации; для блокировки вторичной радиации потребуется более толстая защита. [35] [36]

Исследования экранирования космической радиации должны включать экранирование, эквивалентное тканям или воде, вместе с изучаемым материалом экранирования. Это наблюдение легко понять, отметив, что средняя самоэкранировка тканей чувствительных органов составляет около 10 см, и что вторичное излучение, производимое в тканях, такое как низкоэнергетические протоны, гелий и тяжелые ионы, имеет высокую линейную передачу энергии (ЛПЭ) и вносит значительный вклад (>25%) в общий биологический ущерб от ГКЛ. Исследования алюминия, полиэтилена, жидкого водорода или других экранирующих материалов должны включать их комбинированные эффекты против первичного и вторичного излучения, а также их способность ограничивать вторичное излучение, производимое в тканях.

Изучаются несколько стратегий по смягчению последствий этой радиационной опасности для планируемых межпланетных космических полетов человека:

  • Космический корабль можно построить из пластика, обогащенного водородом, а не из алюминия. [37]
  • Массовая и материальная защита:
    • Жидкий водород, часто используемый в качестве топлива, имеет тенденцию давать относительно хорошую защиту, производя при этом относительно низкие уровни вторичной радиации. Поэтому топливо можно разместить так, чтобы оно действовало как форма защиты вокруг экипажа. Однако по мере потребления топлива кораблем защита экипажа уменьшается.
    • Пресная или сточная вода может способствовать экранированию. [38]
    • Астероиды могли бы служить защитой. [39] [40]
  • Светоактивные радиационные экраны на основе заряженного графена против гамма-лучей, где параметры поглощения можно контролировать путем накопления отрицательного заряда. [41]
  • Магнитное отклонение заряженных частиц излучения и/или электростатическое отталкивание является гипотетической альтернативой чистому обычному экранированию массы, находящемуся в стадии исследования. Теоретически требования к мощности для 5-метрового тора снижаются с чрезмерных 10 ГВт для простого чистого электростатического экрана (слишком разряженного космическими электронами) до умеренных 10  киловатт (кВт) при использовании гибридной конструкции. [35] Однако такое сложное активное экранирование не испытано, а его работоспособность и практичность более неопределенны, чем у материального экранирования. [35]

Специальные положения также потребуются для защиты от солнечного протонного события, которое может увеличить потоки до уровней, которые убьют экипаж за часы или дни, а не за месяцы или годы. Потенциальные стратегии смягчения включают предоставление небольшого обитаемого пространства за водоснабжением космического корабля или с особенно толстыми стенами или предоставление возможности прерваться в защитную среду, обеспечиваемую магнитосферой Земли. Миссия Apollo использовала комбинацию обеих стратегий. Получив подтверждение SPE, астронавты переместятся в командный модуль, который имел более толстые алюминиевые стены, чем лунный модуль, а затем вернутся на Землю. Позднее было установлено из измерений, проведенных приборами, летавшими на Apollo, что командный модуль обеспечил бы достаточную защиту, чтобы предотвратить значительный вред экипажу. [ необходима цитата ]

Ни одна из этих стратегий в настоящее время не обеспечивает метода защиты, который был бы известен как достаточный [42] при соблюдении вероятных ограничений по массе полезной нагрузки в настоящее время (около 10 000 долл. США/кг) цены запуска. Ученые, такие как почетный профессор Чикагского университета Юджин Паркер, не оптимистичны в том, что эта проблема может быть решена в ближайшее время. [42] Для пассивной защиты массы требуемое количество может быть слишком большим, чтобы его можно было по доступной цене поднять в космос без изменений в экономике (например, гипотетический неракетный космический запуск или использование внеземных ресурсов) — многие сотни метрических тонн для отсека экипажа разумного размера. Например, проектное исследование NASA для амбициозной большой космической станции предусматривало 4 метрические тонны на квадратный метр защиты, чтобы снизить воздействие радиации до 2,5 мЗв в год (± фактор неопределенности 2), что меньше десятков миллизивертов или более в некоторых населенных районах с высоким естественным фоновым излучением на Земле, но чистая масса для такого уровня смягчения считалась практичной только потому, что для этого требовалось сначала построить лунный ускоритель массы для запуска материала. [34]

Было рассмотрено несколько методов активной защиты, которые могут быть менее массивными, чем пассивная защита, но они остаются спекулятивными. [35] [43] [44] Поскольку тип излучения, проникающего дальше всего через толстую материальную защиту, глубоко в межпланетном пространстве, представляет собой положительно заряженные ядра ГэВ, было предложено отталкивающее электростатическое поле, но это имеет проблемы, включая нестабильность плазмы и мощность, необходимую для ускорителя, постоянно удерживающего заряд от нейтрализации электронами дальнего космоса. [45] Более распространенное предложение — магнитная защита, создаваемая сверхпроводниками (или плазменными токами). Среди трудностей с этим предложением является то, что для компактной системы могут потребоваться магнитные поля до 20 тесла вокруг пилотируемого космического корабля, что выше, чем несколько тесла в аппаратах МРТ . Такие высокие поля могут вызывать головные боли и мигрени у пациентов МРТ, и длительное воздействие таких полей не изучалось. Конструкции с противодействующими электромагнитами могут нейтрализовать поле в отсеках экипажа космического корабля, но потребуют больше массы. Также возможно использовать комбинацию магнитного поля с электростатическим полем, при этом космический корабль будет иметь нулевой общий заряд. Гибридная конструкция теоретически могла бы улучшить проблемы, но была бы сложной и, возможно, неосуществимой. [35]

Часть неопределенности заключается в том, что эффект воздействия галактических космических лучей на человека плохо изучен в количественном отношении. Лаборатория космической радиации НАСА в настоящее время изучает эффекты радиации на живые организмы, а также защитное экранирование.

Носимая радиационная защита

Помимо пассивных и активных методов радиационной защиты, которые направлены на защиту космического корабля от вредного космического излучения, большой интерес вызывает разработка индивидуальных радиационных защитных костюмов для астронавтов. Причина выбора таких методов радиационной защиты заключается в том, что при пассивной защите добавление определенной толщины к космическому кораблю может увеличить массу космического корабля на несколько тысяч килограммов. [46] Эта масса может превзойти ограничения запуска и стоить несколько миллионов долларов.

С другой стороны, активные методы радиационной защиты являются новой технологией, которая все еще далека с точки зрения тестирования и внедрения. Даже при одновременном использовании активной и пассивной защиты носимые защитные экраны могут быть полезны, особенно для снижения воздействия на здоровье SPE, которые обычно состоят из частиц, имеющих меньшую проникающую силу, чем частицы GCR. [47] Материалы, предлагаемые для этого типа защитного оборудования, часто представляют собой полиэтилен или другие полимеры, богатые водородом. [48] Вода также была предложена в качестве защитного материала. Ограничением носимых защитных решений является то, что они должны быть эргономически совместимы с потребностями экипажа, такими как перемещение внутри объема экипажа. Одна из попыток создания носимых защит от космической радиации была предпринята Итальянским космическим агентством, где была предложена одежда, которая могла бы быть заполнена переработанной водой по сигналу входящего SPE. [49]

Совместными усилиями Израильского космического агентства , StemRad и Lockheed Martin был AstroRad , испытанный на борту МКС. Изделие разработано как эргономически подходящий защитный жилет, который может минимизировать эффективную дозу от SPE в той же степени, что и бортовые штормовые убежища. [50] Он также имеет потенциал для умеренного снижения эффективной дозы GCR за счет широкого использования во время миссии во время таких рутинных действий, как сон. Эта радиационно-защитная одежда использует селективные методы экранирования для защиты большинства чувствительных к радиации органов, таких как BFO, желудок, легкие и другие внутренние органы, тем самым снижая массу штрафа и стоимость запуска. [ необходима цитата ]

Лекарства и медицина

Другое направление исследований — разработка лекарств, которые повышают естественную способность организма восстанавливать повреждения, вызванные радиацией. Некоторые из рассматриваемых лекарств — ретиноиды , витамины с антиоксидантными свойствами , и молекулы, которые замедляют деление клеток, давая организму время исправить повреждения, прежде чем вредные мутации смогут быть дублированы. [ необходима цитата ]

Трансгуманизм

Также было высказано предположение, что только посредством существенных улучшений и модификаций человеческое тело может выдержать условия космического путешествия. Хотя это и не ограничено основными законами природы, как это делают технические решения, это выходит далеко за рамки современной медицинской науки.

Сроки миссий

Из-за потенциальных негативных последствий воздействия космических лучей на астронавтов, солнечная активность может играть роль в будущих космических путешествиях. Поскольку галактические потоки космических лучей в Солнечной системе ниже в периоды сильной солнечной активности, межпланетные путешествия во время солнечного максимума должны минимизировать среднюю дозу для астронавтов. [ необходима цитата ]

Хотя эффект уменьшения Форбуша во время корональных выбросов массы может временно снизить поток галактических космических лучей, кратковременность эффекта (1–3 дня) и приблизительно 1% вероятность того, что корональный выброс массы сгенерирует опасное солнечное протонное событие, ограничивают полезность временных миссий, совпадающих с корональными выбросами массы. [ необходима ссылка ]

Орбитальный отбор

Доза радиации от радиационных поясов Земли обычно смягчается выбором орбит, которые избегают поясов или проходят через них относительно быстро. Например, низкая околоземная орбита с низким наклоном, как правило, будет находиться ниже внутреннего пояса.

Орбиты точек Лагранжа системы Земля-Луна L 2 - L 5 выводят их из-под защиты магнитосферы Земли примерно на две трети времени. [ необходима цитата ]

Орбиты точек Лагранжа системы Земля-Солнце L 1 и L 3 - L 5 всегда находятся вне зоны защиты магнитосферы Земли.

Подстраницы доказательств

Доказательства и обновления прогнозных моделей риска рака от излучения с низкой ЛПЭ периодически пересматриваются несколькими органами, в том числе следующими организациями: [20]

Эти комитеты выпускают новые отчеты примерно каждые 10 лет о рисках рака, которые применимы к воздействию излучения с низкой ЛПЭ. В целом, оценки рисков рака среди различных отчетов этих групп будут согласовываться в пределах коэффициента два или меньше. Однако продолжаются споры относительно доз ниже 5 мЗв и для излучения с низкой мощностью дозы из-за дебатов по поводу линейной гипотезы отсутствия порога , которая часто используется в статистическом анализе этих данных. Отчет BEIR VII [4] , который является самым последним из основных отчетов, используется на следующих подстраницах. Доказательства эффектов рака с низкой ЛПЭ должны быть дополнены информацией о протонах, нейтронах и ядрах HZE, которая доступна только в экспериментальных моделях. Такие данные были рассмотрены NASA несколько раз в прошлом и NCRP. [10] [20] [51] [52]

Смотрите также

Ссылки

  1. ^ abcd Cucinotta, FA; Durante, M (2006). «Риск рака от воздействия галактических космических лучей: последствия для исследования космоса людьми» (PDF) . Lancet Oncol . 7 (5): 431– 435. doi :10.1016/S1470-2045(06)70695-7. PMID  16648048.
  2. ^ Cucinotta, FA; Kim, MH; Willingham, V; George, KA (июль 2008 г.). «Физический и биологический анализ дозиметрии органов для астронавтов международной космической станции». Radiation Research . 170 (1): 127–38 . Bibcode : 2008RadR..170..127C. doi : 10.1667/RR1330.1. PMID  18582161. S2CID  44808142.
  3. ^ ab Durante, M; Cucinotta, FA (июнь 2008 г.). «Heavy ion carcinogenesis and human space exploration». Nature Reviews. Cancer . 8 (6): 465– 72. doi : 10.1038/nrc2391. hdl : 2060/20080012531 . PMID  18451812. S2CID  8394210. Архивировано из оригинала 4 марта 2016 г.
  4. ^ ab Committee to Assessment Health Risks from Exposure to Low Levels of Ionizing Radiation (2006). Риски для здоровья от воздействия низких уровней ионизирующего излучения: BIER VII - Фаза 2. Вашингтон, округ Колумбия: The National Academies Press. doi :10.17226/11340. ISBN 978-0-309-09156-5.
  5. ^ Кучинотта, ФА; Дюранте, М. «Риск радиационного канцерогенеза» (PDF) . Риски для здоровья и производительности космических исследовательских миссий, связанные с человеческим здоровьем. Данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . НАСА. стр. 121. Получено 6 июня 2012 г.
  6. ^ abcdefghi Cucinotta, FA; Durante, M. "Риск радиационного канцерогенеза" (PDF) . Риски для здоровья и производительности космических исследовательских миссий , связанные с человеческим здоровьем. Данные, рассмотренные Программой исследований человека NASA . NASA. стр.  122–123 . Получено 6 июня 2012 г. .
  7. ^ "Галактические космические лучи". NASA. Архивировано из оригинала 2 декабря 1998 года . Получено 6 июня 2012 года .
  8. ^ Кортес-Санчес, Хосе Луис; Каллант, Йонас; Крюгер, Маркус; Сахана, Джаяшри; Краус, Армин; Базелет, Бьёрн; Инфангер, Манфред; Баатут, Сара; Гримм, Даниэла (январь 2022 г.). «Исследования рака в условиях космоса: поиск ответов за рубежом». Биомедицины . 10 (1): 25. doi : 10.3390/biomedicines10010025 . ISSN  2227-9059. ПМЦ 8773191 . ПМИД  35052703. 
  9. ^ abcd Cucinotta, FA; Durante, M. "Риск радиационного канцерогенеза" (PDF) . Риски для здоровья человека и производительности космических исследовательских миссий. Доказательства, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . НАСА. стр. 126 . Получено 8 июня 2012 г. .
  10. ^ abcdefg NCRP (2000). Отчет NCRP № 132, Руководство по радиационной защите при выполнении работ на низкой околоземной орбите. Бетседа, Мэриленд: NCRP. Архивировано из оригинала 4 октября 2013 г.
  11. ^ Реттнер, Рэйчел (5 июля 2019 г.). «Космическая радиация, похоже, не является причиной смерти астронавтов от рака, согласно исследованию». LiveScience . Получено 7 мая 2021 г.
  12. ^ Рейнольдс, Р. Дж.; Бухтияров, И. В.; Тихонова, Г. И. (4 июля 2019 г.). «Контрапозитивная логика предполагает, что космическая радиация не оказывает сильного влияния на смертность американских астронавтов и советских и российских космонавтов». Scientific Reports . 9 (8583): 8583. Bibcode :2019NatSR...9.8583R. doi :10.1038/s41598-019-44858-0. PMC 6609703 . PMID  31273231 . Получено 6 мая 2021 г. . 
  13. ^ Hamm, PB; Billica, RD; Johnson, GS; Wear, ML; Pool, SL (февраль 1998 г.). «Риск смертности от рака среди участников лонгитюдного исследования здоровья астронавтов (LSAH)». Aviat Space Environ Med . 69 (2): 142– 4. PMID  9491253. Получено 8 мая 2021 г.
  14. ^ ab Cucinotta, FA; Durante, M. "Риск радиационного канцерогенеза" (PDF) . Риски для здоровья и производительности космических исследовательских миссий, связанные с человеческим здоровьем. Данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . НАСА. стр.  137–138 . Получено 8 июня 2012 г. .
  15. ^ ab Kerr, Richard (31 мая 2013 г.). «Радиация сделает путешествие астронавтов на Марс еще более рискованным». Science . 340 (6136): 1031. Bibcode :2013Sci...340.1031K. doi :10.1126/science.340.6136.1031. PMID  23723213.
  16. ^ ab Zeitlin, C.; Hassler, DM; Cucinotta, FA; Ehresmann, B.; Wimmer-Schweingruber, RF; Brinza, DE; Kang, S.; Weigle, G.; et al. (31 мая 2013 г.). "Измерения излучения энергичных частиц при транзите на Марс в Марсианской научной лаборатории". Science . 340 (6136): 1080– 1084. Bibcode :2013Sci...340.1080Z. doi :10.1126/science.1235989. PMID  23723233. S2CID  604569.
  17. ^ ab Chang, Kenneth (30 мая 2013 г.). «Данные указывают на риск радиации для путешественников на Марс». New York Times . Получено 31 мая 2013 г.
  18. ^ ab Gelling, Cristy (29 июня 2013 г.). «Марсианское путешествие принесет большую дозу радиации; прибор Curiosity подтверждает ожидание значительных облучений». Science News . 183 (13): 8. doi :10.1002/scin.5591831304 . Получено 8 июля 2013 г.
  19. ^ NCRP (2006). Информация, необходимая для разработки рекомендаций по радиационной защите для космических миссий за пределами низкой околоземной орбиты. Бетесда, Мэриленд: Национальный совет по радиационной защите и измерениям. ISBN 978-0-929600-90-1. Архивировано из оригинала 7 ноября 2017 . Получено 4 ноября 2017 .
  20. ^ abcdefghijklmnop Cucinotta, FA; Durante, M. " Риск радиационного канцерогенеза" (PDF) . Риски для здоровья и производительности космических исследовательских миссий, связанные с человеческим здоровьем. Данные, рассмотренные Программой исследований человека NASA . NASA. стр.  127–131 . Получено 12 июня 2012 г. .
  21. ^ "NRC: 10 CFR 20.1201 Пределы профессиональной дозы для взрослых". Комиссия по ядерному регулированию . Получено 4 ноября 2017 г.
  22. ^ Preston, DL; Shimizu, Y; Pierce, DA; Suyama, A; Mabuchi, K (октябрь 2003 г.). "Исследования смертности выживших после атомной бомбардировки. Отчет 13: Смертность от солидного рака и нераковых заболеваний: 1950-1997 гг." (PDF) . Radiation Research . 160 (4): 381– 407. Bibcode :2003RadR..160..381P. doi :10.1667/RR3049. PMID  12968934. S2CID  41215245. Архивировано из оригинала (PDF) 28 октября 2011 г.
  23. ^ Биллингс, MP; Юкер, WR; Хекман, BR (1973). Анализ данных по самоэкранированию тела (ред. MDC-G4131). McDonnell-Douglas Astronautics Company West.
  24. ^ Wilson, JW; Kim, M; Schimmerling, W; Badavi, FF; Thibeaullt, SA; Cucinotta, FA; Shinn, JL; Kiefer, R (1993). «Вопросы защиты от космической радиации» (PDF) . Health Phys . 68 (1): 50–58 . doi :10.1097/00004032-199501000-00006. PMID  7989194.
  25. ^ Cucinotta, FA; Schimmerling, W; Wilson, JW; Peterson, LE; Badhwar, GD; Saganti, PB; Dicello, JF (ноябрь 2001 г.). «Риски и неопределенности рака, вызванные космической радиацией, для миссий на Марс». Radiation Research . 156 (5 Pt 2): 682– 8. Bibcode : 2001RadR..156..682C. doi : 10.1667/0033-7587(2001)156[0682:SRCRAU]2.0.CO;2. JSTOR  3580473. PMID  11604093. S2CID  25236859.
  26. ^ NCRP (1997). Отчет NCRP № 126, Неопределенности в оценках риска смертельного рака, используемых в радиационной защите. Бетесда, Мэриленд: NCRP. Архивировано из оригинала 8 марта 2014 г.
  27. ^ Бангер, Б. М.; Кук, Дж. Р.; Баррик, МК (апрель 1981 г.). «Методология таблиц продолжительности жизни для оценки радиационного риска: применение на основе профессиональных воздействий». Health Physics . 40 (4): 439–55 . doi :10.1097/00004032-198104000-00002. PMID  7228696. S2CID  40538338.
  28. ^ abcdefg Кучинотта, ФА; Дюранте, М. « Риск радиационного канцерогенеза» (PDF) . Риски для здоровья и производительности космических исследовательских миссий, связанные с человеческим здоровьем. Данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . НАСА. стр.  144–145 . Получено 8 июня 2012 г. .
  29. ^ Vaeth, M; Pierce, DA (1990 ) . «Расчет избыточного пожизненного риска в моделях относительного риска». Environmental Health Perspectives . 81 : 83–94 . doi :10.1289/ehp.908783. JSTOR  3431010. PMC 1567825. PMID  2269245. 
  30. ^ ab Cucinotta, FA; Durante, M. "Риск радиационного канцерогенеза" (PDF) . Риски для здоровья и производительности космических исследовательских миссий, связанные с человеческим здоровьем. Данные, рассмотренные Программой исследований человека НАСА . НАСА. стр.  145–147 . Получено 8 июня 2012 г. .
  31. ^ NCRP (1997). Неопределенности в оценках риска смертельного рака, используемых в радиационной защите . Бетесда, Мэриленд: Национальный совет по радиационной защите и измерениям. ISBN 978-0-929600-57-4.
  32. ^ abcdefghijkl Cucinotta, FA; Durante, M. "Риск радиационного канцерогенеза" (PDF) . Риски для здоровья и производительности космических исследовательских миссий , связанные с человеческим здоровьем. Данные, рассмотренные Программой исследований человека NASA . NASA. стр.  155–161 . Получено 6 июня 2012 г. .
  33. ^ Нельсон, Грегори (апрель 2016 г.). «Космическая радиация и воздействие на человека, Учебник». Radiation Research . 185 (4): 349–358 . Bibcode : 2016RadR..185..349N. doi : 10.1667/rr14311.1 . PMID  27018778.
  34. ^ ab NASA SP-413 Космические поселения: исследование проекта. Приложение E Массовая защита Получено 3 мая 2011 г.
  35. ^ abcde G.Landis (1991). «Защита от магнитного излучения: идея, время которой вернулось?». Архивировано из оригинала 5 апреля 2016 года . Получено 8 марта 2008 года .
  36. ↑ Ребекка Бойл (13 июля 2010 г.). «Зонд Juno, созданный для изучения радиационного пояса Юпитера, получает титановый костюм межпланетной брони». Popular Science .
  37. ^ "NASA - Пластиковые космические корабли". science.nasa.gov. Архивировано из оригинала 23 марта 2010 года . Получено 2 апреля 2017 года .
  38. ^ "Космические лучи могут помешать дальним космическим путешествиям". New Scientist. 1 августа 2005 г. Получено 2 апреля 2017 г.
  39. ^ Морган, П. (2011) «Чтобы добраться до Марса, просто подайте сигнал об астероиде». Архивировано 13 апреля 2011 г. в блоге журнала Wayback Machine Discover.
  40. ^ Matloff GL; Wilga M. (2011). «Окружающие объекты как ступеньки к Марсу и астероидам главного пояса». Acta Astronautica . 68 ( 5–6 ): 599–602 . Bibcode : 2011AcAau..68..599M. doi : 10.1016/j.actaastro.2010.02.026.
  41. ^ Форнальский, Кшиштоф В.; Адамовский, Лукаш; Бончик, Михал; Винковска-Струзик, Магдалена (сентябрь 2020 г.). «Взаимодействие ионизирующего излучения с заряженным графеном: попытка экспериментальной оценки». Радиационная физика и химия . 174 : 108901. Бибкод : 2020RaPC..17408901F. doi : 10.1016/j.radphyschem.2020.108901. S2CID  216229192.
  42. ^ ab Eugene N. Parker (март 2006 г.). «Защита космических путешественников». Scientific American . 294 (3): 40– 7. Bibcode : 2006SciAm.294c..40P. doi : 10.1038/scientificamerican0306-40. PMID  16502610.
  43. ^ Моделирование магнитных экранов для космических аппаратов. Получено 3 мая 2011 г.
  44. ^ Форнальски, Кшиштоф Войцех (март 2018 г.). «Теоретические соображения о заряженном графене как активном щите от гамма-излучения». The European Physical Journal Applied Physics . 81 (3): 30401. Bibcode : 2018EPJAP..8130401F. doi : 10.1051/epjap/2018170387.
  45. ^ NASA SP-413 Космические поселения: проектное исследование. Приложение D. Щит плазменного ядра. Получено 3 мая 2011 г.
  46. ^ Singleterry, RC (1 октября 2013 г.). «Радиационный инженерный анализ защитных материалов для оценки их способности защищать астронавтов в глубоком космосе от излучения энергичных частиц». Acta Astronautica . 91 : 49–54 . Bibcode : 2013AcAau..91...49S. doi : 10.1016/j.actaastro.2013.04.013. ISSN  0094-5765. S2CID  120839628.
  47. ^ Десаи, Михир; Джиакалоне, Джо (декабрь 2016 г.). «Большие постепенные события солнечных энергичных частиц». Living Reviews in Solar Physics . 13 (1): 3. Bibcode : 2016LRSP...13....3D. doi : 10.1007/s41116-016-0002-5. ISSN  2367-3648. PMC 7175685. PMID 32355890  . 
  48. ^ Наито, Масаюки; Кодайра, Сатоши; Огавара, Ре; Тобита, Кенджи; Сомея, Йоджи; Кусумото, Тамон; Кусано, Хироки; Китамура, Хисаши; Койке, Масамунэ; Учихори, Юкио; Яманака, Масахиро; Микошиба, Ре; Эндо, Тошиаки; Киёно, Наоки; Хагивара, Юсуке; Кодама, Хироаки; Мацуо, Синобу; Таками, Ясухиро; Сато, Тойото; Оримо, Син-Ичи (1 августа 2020 г.). «Исследование свойств защитных материалов для эффективной защиты от космического излучения». Науки о жизни в космических исследованиях . 26 : 69–76 . Бибкод :2020ЛССР...26...69Н. дои : 10.1016/j.lssr.2020.05.001 . ISSN  2214-5524. ПМИД  32718689.
  49. ^ Vuolo, M.; Baiocco, G.; Barbieri, S.; Bocchini, L.; Giraudo, M.; Gheysens, T.; Lobascio, C.; Ottolenghi, A. (1 ноября 2017 г.). «Изучение инновационных подходов к радиационной защите в космосе: исследование материалов и конструкций для носимого радиационного защитного скафандра». Life Sciences in Space Research . 15 : 69–78 . Bibcode : 2017LSSR...15...69V. doi : 10.1016/j.lssr.2017.08.003. ISSN  2214-5524. PMID  29198316.
  50. ^ Waterman, G., Milstein, O., Knight, L., Charles, J., Coderre, K., Posey, J., Semones, E. «Оценка радиационно-защитного оборудования AstroRad на Orion и ISS», IAC-19,A1,5,5,x52629, 70-й Международный астронавтический конгресс (IAC)
  51. ^ NCRP, Отчет NCRP № 98 (1989). Руководство по радиации, получаемой в ходе космической деятельности. Бетесда, Мэриленд: NCRP.{{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  52. ^ NCRP, NCRP Report No. 153 (2006). Информация, необходимая для разработки рекомендаций по радиационной защите для космических миссий за пределами низкой околоземной орбиты. Бетесда, Мэриленд: NCRP. Архивировано из оригинала 10 июня 2015 г.{{cite book}}: CS1 maint: числовые имена: список авторов ( ссылка )
  • Asaithamby, A; Uematsu, N; Chatterjee, A; Story, MD; Burma, S; Chen, DJ (апрель 2008 г.). «Репарация двухцепочечных разрывов ДНК, вызванных частицами HZE, в нормальных фибробластах человека». Radiation Research . 169 (4): 437– 46. Bibcode : 2008RadR..169..437A. doi : 10.1667/RR1165.1. PMID  18363429. S2CID  731451.
  • Чаттерджи, А.; Борак, Т. Х. (2001). «Физические и биологические исследования с протонами и частицами HZE в поддерживаемом НАСА исследовательском центре по радиационному здоровью» (PDF) . Physica Medica . 17 (1): 59– 66. PMID  11770539. Архивировано из оригинала (PDF) 13 мая 2006 г. . Получено 5 июня 2012 г. .
  • Снайдер, Кендра (август 2006 г.). «Удар одной-двух частиц представляет большую опасность для астронавтов». Брукхейвенская национальная лаборатория . Получено 6 июня 2012 г.
  • Бакер, Х.; Фациус, Р. (сентябрь–октябрь 1981 г.). «Роль частиц HZE в космическом полете: результаты космических полетов и наземных экспериментов». Acta Astronautica . 8 ( 9– 10): 1099– 107. Bibcode : 1981AcAau...8.1099B. doi : 10.1016/0094-5765(81)90084-9. PMID  11543100.
  • Комитет по оценке радиационной защиты для космических исследований, Совет по аэронавтике и космической инженерии, Отдел инженерных и физических наук, Национальный исследовательский совет национальных академий (2008). Управление рисками космической радиации в новую эру космических исследований . Вашингтон, округ Колумбия: National Academies Press. ISBN 978-0-309-11383-0.{{cite book}}: CS1 maint: несколько имен: список авторов ( ссылка )
  • Риски для здоровья, связанные с внеземной средой

Общественное достояние В статье использованы общедоступные материалы из книги Human Health and Performance Risks of Space Exploration Missions (PDF) . Национальное управление по аэронавтике и исследованию космического пространства . (НАСА SP-2009-3405).

Retrieved from "https://en.wikipedia.org/w/index.php?title=Effects_of_ionizing_radiation_in_spaceflight&oldid=1245769521"