Солнце может убить. До тех пор, пока Земля не создала свой озоновый слой сотни миллионов лет назад, жизнь не могла выйти на сушу из-за страха подвергнуться смертельному ультрафиолетовому излучению Солнца. Даже сейчас 1% ультрафиолетового излучения, достигающего поверхности, может вызвать рак и даже смерть.
Астронавты за пределами защитного озонового слоя и магнитного щита Земли подвергаются гораздо большему излучению, чем на поверхности планеты. Воздействие радиации Солнца и других частей космоса является одним из главных препятствий, которые необходимо преодолеть при длительных космических путешествиях или миссиях на поверхности Луны и Марса.
К сожалению, не существует единого подхода к пониманию сложности опасности и защите астронавтов от нее.
Астронавты десятилетиями не отправлялись в космос дальше МКС. Но если Артемида выполнит свое обещание, они покинут Землю и ее защитную среду. «Артемида» высадит астронавтов на Луну, что может стать промежуточным шагом к возможной высадке на Марс. Какую опасность представляет радиация и как можно защитить астронавтов?
Новая исследовательская редакционная статья в Журнале медицинской физики рассматривает этот вопрос. Он называется «Система радиологической защиты: на пути к единой системе на Земле и в космосе». Ведущий автор — Вернер Рюм из Федерального ведомства радиационной защиты, Мюнхен (Нойхерберг), Германия. В том же выпуске журнала медицинской физики есть еще несколько статей о радиационном воздействии. Вместе они являются частью исследовательской работы Международной комиссии по радиологической защите (ICRP) по обновлению и гармонизации руководящих принципов радиационного воздействия.
Термин «радиация» достаточно описателен, чтобы большинство из нас осознавали потенциальную угрозу. Однако, когда речь идет о изменяющейся космической среде и физиологии человека, это слово содержит гораздо больше деталей. Авторы используют термин «смешанное радиационное поле» для описания радиационной среды, в которой должны находиться астронавты.
«Поле смешанного излучения снаружи и внутри космического аппарата представляет собой особую сложность, включающую не только излучение с низкой линейной передачей энергии (ЛПЭ), такое как гамма-излучение, электроны и позитроны, но также излучение с высокой ЛПЭ, такое как нейтроны и тяжелые ионы. » — пишут авторы. Компоненты поля содержат широкий спектр частиц с разными уровнями энергии. «Количественные и даже качественные риски воздействия комплексного воздействия сложной радиационной среды, микрогравитации и других стрессоров остаются неясными», — объясняют они.
Одной из проблем при подготовке к воздействию этих смешанных радиационных полей являются разные подходы, применяемые разными странами и космическими агентствами.
По словам ведущего автора Рюма, эта дисгармония вызвана «сложной и динамичной радиационной средой и неполным пониманием ее биологических последствий». Из-за этого космические агентства придерживаются несколько иных концепций для количественной оценки доз радиации и их последствий для здоровья».
Эта статья и сопутствующие ей статьи являются частью усилий по унификации нашего понимания радиации и ее опасностей, а также по гармонизации различных подходов к борьбе с ними. Цель состоит в том, чтобы разработать «согласованную структуру радиологической защиты». Для этого авторы объясняют, что необходимы ответы на несколько вопросов:
- Какие радиационные последствия для здоровья следует учитывать?
- Какие дозы являются лучшими для радиологической защиты космонавтов?
- Какие показатели следует использовать для количественной оценки рисков для здоровья, связанных с радиацией?
- Как мы устраняем половые и возрастные различия в радиационном риске?
- Какие критерии защиты следует применять?
- Как мы принимаем решение о переносимости радиационных рисков, учитывая, что космонавты подвергаются множеству других профессиональных рисков?
- Как нам справиться с тем фактом, что повышенные риски для здоровья из-за радиационного воздействия могут сохраниться после окончания карьеры космонавта?
- Как нам сообщать о радиационном риске и проводить осмысленное сравнение с другими опасностями для здоровья?
- Как нам гармонизировать национальные руководящие принципы радиологической защиты, учитывая, что разные группы населения могут иметь разные уровни толерантности к риску?
Этот список вопросов наглядно иллюстрирует сложность проблемы радиационного воздействия. Ответы на них помогут гармонизировать подход к радиации в космических миссиях.
Рюм и его коллеги хотят поддержать космические агентства в их гармонизации и координации своих руководств по воздействию радиации на астронавтов. Цель состоит в том, чтобы разработать подход, соответствующий подробным рекомендациям, которым следуют здесь, на Земле.
Разница между тем, как мужчины и женщины реагируют на радиацию, иллюстрирует одну из проблем при разработке руководств по радиационному воздействию. В последние десятилетия большая часть медицинских исследований проводилась на мужчинах, а результаты применялись и к женщинам. По словам Рюма, то же самое произошло и с радиацией.
«Следует отметить, что на Земле Система, разработанная МКРЗ, не предусматривает какого-либо систематического разграничения рекомендаций по лимитам для мужчин и женщин», — пишут авторы. И это несмотря на то, что «хорошо известно, что существуют индивидуальные различия в чувствительности к радиации между мужчинами и женщинами». Разница во многом заключается в том, что репродуктивная ткань более восприимчива к радиации, чем другие ткани, а у женщин ее больше.
По этой причине НАСА разработало другой подход к радиационному воздействию. «Этот стандарт основан на REID (риск смерти, вызванной воздействием) в 3%, рассчитанный для смертности от рака в наиболее уязвимой группе астронавтов — 35-летних женщинах», — пишут авторы. Ученые понимают, что женщины более уязвимы к радиации, чем мужчины, и что молодые женщины более чувствительны, чем пожилые. Стоит отметить, что космонавты вряд ли будут моложе 35 лет.
Разница между полами — не единственное, на что необходимо обратить внимание, когда речь идет о воздействии радиации на астронавтов. Различные группы населения могут иметь разные факторы риска; существуют риски, связанные с образом жизни, разные архитектуры миссий таят в себе разные риски, и в игру вступают многие другие факторы. Гармонизация подхода со всеми этими различными факторами является непростой задачей.
Трудно это или нет – а в космических путешествиях нет ничего легкого – гармонизированный и скоординированный подход к пониманию радиационного риска является логическим следующим шагом. Сама «Артемида» является результатом сотрудничества разных стран и агентств, и по отношению к самим астронавтам будет справедливо, что они имеют одинаковую защиту и одинаковые соображения, когда дело доходит до радиационного воздействия.
Рюм и его коллеги надеются, что их работа поможет разработать гармонизированный подход к оценке радиационной опасности, с которой сталкиваются астронавты в смешанных радиационных полях. Мы в долгу перед людьми, готовыми рискнуть своей жизнью и стать космонавтами.
«Любители приключений всегда пытались расширить свой кругозор, это часть нашей человеческой природы», — говорит Рюм. «Наша работа способствует и поддерживает одно из самых захватывающих и сложных человеческих начинаний, когда-либо предпринимавшихся».
