Нам пишут:
О! Нормальная ротация экипажей ... То есть пребывание на Луне не более 4 земных дней и вне пределов геомагнитного поля Земли не более 7 земных дней.
А значит, пора разобраться с радиацией на популярном уровне.
Попробуем популярно, часть один
Радиация суть есть перенос энергии частницами и/или электромагнитными волнами [нужное можно и не подчёркивать, ибо корпускулярно-волновой дуализм.
Частицы необязательно должны быть заряженными, это могут быть, например, вполне себе электромагнитно-нейтральные нейтроны, которые выделяются ураном-235 в некоторых реакторах.
Но частицы обязаны иметь скорость [в случае с э/м-волной — энергию, что, вообще говоря, и со скоростью вяжется вот таким способом), ибо тот самый дуализм].
Вот и за пределами нашего земного геомагнитного поля разных частиц много, основным излучателем в Солнечной системе, очевидно, является Солнце.
Первые попытки поймать разные заряженные частицы были предприняты отечественной автоматической межпланетной станцией "Луна-1" [на изображении, "микрофон-сеточка" — протонная ловушка].
Распределение Солнечного ветра на изображении [2], где подробностей много, но нам интересны зелёные области — радиационные пояса, куда частицы ветра [протоны и электроны высоких энергий] попадают в "ловушку".
Часть два.
Как всё это влияет на организм и какова механика. Зайду издалека, обратимся к атомной модели Нильса Бора [3].
Электроны вокруг ядра имеют разные энергетические уровни именуемые орбиталями. Можно провести аналогию со спутниками — чем выше орбиталь, тем выше энергия, которую электрон имеет.
При снижении с одной орбитали на более низкую атом излучает; когда энергию принимает — наоборот, подскакивает на уровень выше.
Второе нас и интересует, при облучении атома разными видами э/м-волн и частиц электроны начинают скакать по орбиталям, подпрыгивая вверх.
А электроны — важнейшая часть химических связей между элементами. В том числе в цепочке ДНК и клетках в организме человека.
Передача энергии частицами нарушает электронную конфигурацию в атомах облучаемого вещества и рушит химические связи, что, в случае с биологическим организмом, безусловно плохо. [Но может и поспособствовать образованию новых связей в том числе].
Вот тут, например, [4] рассказывают о воздействии на ДНК излучения в ИК-диапазоне.
Часть три.
Вернёмся к изображению [1], которое публиковал ранее. Чем всё это можно измерять. Вариантов огромное множество.
Но нас интересует эквивалентная поглощенная доза. Измеряют её такой прекрасной единицей как Зиверт. Один Зиверт соответствует одному Джоулю энергии, "растворённому" в одном килограмме биологической ткани.
И один Зиверт для человека это очень много. Но только если получить его быстро. Писал небольшую статью о времени, которое можно провести в космосе ранее.
1000 мЗв [или же тот самый 1 Зиверт] — потолок дозы для космонавтов, которые они могут получить за всю свою карьеру.
Это соответствует примерно пяти годам на орбите, соответствующей орбите МКС. Но Зиверт — интегральный показатель, усреднённый.
На деле — энергия телом поглощается по-разному. В случае с космическим излучением всё просто — средние показатели по разной глубине тканей измеряют с помощью тканеэквивалентных фантомов, грубо говоря, собирая данные о том, какой орган и какая ткань в теле поглощает больше всего, с заделом для будущего в области радиобиологической защиты.
Часть четыре.
Можете посмотреть уровень радиационного фона возле вашего дома прямо сейчас — онлайн мониторинг. (https://www.radon.ru/online-map/)
На орбите МКС уровень фона примерно в 100-150 [зависит от солнечной активности] выше, чем на Земле. На Луне же — примерно [измерения тут дважды интегральные, усредняем по воздействию на биологическую ткань и по времени] в два раза выше, чем на орбите МКС. Вот что намеряли китайцы на "Чанъэ-4". 1369 мкЗв в день. Или же 1,4 мЗв.
[5] — усреднённые данные по полётам отечественных "Зондов". [1 рад ~ 10 мЗв]. Ссылка.
Намерянное экипажем "Аполлона-14":
The total radiation dose for each crewman was approximately 1.15 rads to the skin and 0.6 rad at a 5centimeter tissue depth. These doses are the largest observed on any Apollo mission; however, they are well below the threshold of detectable medical effects. The magnitudes of the radiation doses were apparently the result of two factors: (1) The translunar injection trajectory lay closer to the plane of the geomagnetic equator than that of previous flights and, therefore, the spacecraft traveled through the heart of the trapped radiation belts.
В случае короткого полёта на Луну наибольшую радиобиологическую опасность представляют как раз радиационные пояса, протонный и электронный.
За пределами же геомагнитного поля страшные лучи, безусловно, есть, но вполне себе терпимые даже в рамках СанПин 2.6.1.2800-10.
Часть пятая, заключительная.
Подытожив, цитирую своего собеседника ещё раз:
О! Нормальная ротация экипажей ... То есть пребывание на Луне не более 4 земных дней и вне пределов геомагнитного поля Земли не более 7 земных дней.
Да. Берём данные по "Аполлону-14" ~ 11.5 мЗв за 10 дней полёта.
И пусть будет 90 дней на поверхности Луны по оценке с "Чанъэ-4" — 126 мЗв. Суммарно — страшные и жуткие 137,5 мЗв, растянутые на 100 дней.
Справедливости ради, идут 285-ые сутки полёта Олега Дмитриевича Кононенко. При средней дозе в 0.7 мЗв он поглотил около 200 мЗв за весь полёт. А с учётом внекорабельной деятельности, где дозы выше, ибо станция экранирует, и того больше.
Подсчёты выше, безусловно, грубые. Или "эскизные" — такое слово мне больше по душе.
Но и их цель заключается в том, чтобы подтвердить слова одного мудрого человека:
Радиация убивает только тех, кто ее боится
© Гомер Симпсон
А сам, помню, вращал булавку, сделанную из стронция-90. И сиял от счастья.
Если притащите сюда Ральфа Рене - не прощу.