Учёные предлагают способы повышения радиорезистентности людей для космической колонизации


    Основные источники излучения в космосе

    Международная группа учёных из 20 организаций со всего мира при участии специалистов Московского физико-технического института (МФТИ) составила список мероприятий для повышения радиорезистентности человеческого организма. Устойчивость к ионизирующему излучению — необходимое условие для успешной космической колонизации, считают учёные.

    Радиорезистентность — невосприимчивость клеток, тканей, органов или организмов к воздействию ионизирующего излучения. Известно, что многие живые организмы на Земле обладают поразительной радиорезистентностью. Например, бактерии Deinococcus radiodurans и тихоходки способны выдержать высочайшую дозу ионизирующего излучения около 5000 грей (5 млн рад), то есть 5 килоджоулей на килограмм массы, при этом дозы более 1000 грей делают тихоходок бесплодными. В то же время для человека летальной дозой считается всего 4−10 грей. Рекорд среди живых организмов принадлежит архее-экстремофилу Thermococcus gammatolerans, которую гарантированно можно убить только излучением более 30 000 грей.

    Космическое излучение и микрогравитация — два основных фактора, влияющих на здоровье человека при нахождении в космосе за пределами защитного магнитного поля Земли. Эти факторы существенно ограничивают перспективы длительных космических полётов. При этом нужно признать, что необходимость защиты человеческого организма от пагубного воздействия космической радиации в значительной степени игнорируется. Например, Илон Маск запланировал начало марсианской колонизации на 2024 год, но так и не представил всеобъемлющей схемы защиты от излучения.

    А ведь для полётов в дальний космос, включая полёт на Марс, радиационное облучение представляет собой одну из нескольких категорий неприемлемого риска, поскольку совокупные дозы, полученные астронавтами, наверняка значительно превысят пределы доз, установленных в рамках нынешней системы радиационной защиты NASA. В соответствии с парадигмой NASA, для путешествия на Марс устанавливается максимальное ограничение на риск смерти из-за воздействия радиации в пределах 3%. То есть из шести астронавтов с вероятностью 83% должны выжить пять (0,97^6), а из двенадцати с вероятностью 69% выживут одиннадцать (0,97^12). Это вполне приемлемый результат. Среди всех фатальных случаев, в основном, смерть наступит от злокачественных опухолей (рака), считают аналитики.

    Чтобы добиться смертности в пределах нормы (3%) или ниже, необходимо внедрение дополнительных систем защиты, в том числе новых биотехнологических концепций, которые позволят решить эту проблему и дать возможность начать эпоху пилотируемых полётов в дальний космос.

    Основными компонентами космического излучения являются солнечные протонные события (СПС) и галактическое космическое излучение (ГКИ). Очевидно, вклад СПС в общую дозу облучения астронавтов будет незначительным при длительных миссиях вдали от Земли и Солнца. Следовательно, основным типом излучения в воздействии на организм является ГКИ, состоящее в основном из высокоэнергетических частиц.

    В принципе, ионизирующее излучение взаимодействует вдоль треков заряженных частиц с биологическими молекулами, такими как ДНК. Процесс в значительной степени стохастичен и может повредить ДНК через прямые взаимодействия (например, ионизацию и возбуждение) или через косвенные взаимодействия, такие как производство активных форм кислорода в результате радиолиза молекул воды.

    По существующим оценкам, путешествие на Марс и обратно подвергнет астронавтов радиационным дозам 660 мЗв. Хотя существуют большие неопределённости в отношении оценок риска для здоровья (рака) от воздействия космического излучения, но одна лишь эта доза составляет более половины от общего предельного лимита облучения за всю карьеру астронавта НАСА, который установлен в 800-1200 мЗв. Очевидно, что в соответствии с действующими сейчас принципами радиопротекции более длительные миссии станут неприемлемы для людей с точки зрения риска возникновения рака.

    В настоящее время Европейское космическое агентство (ESA) проводит интенсивные исследования возможности дальних космических полётов. Учитывая, что полет будет происходить в основном под управлением автоматических систем, где участие астронавтов практически не требуется, космический экипаж будет буквально в заключении в течение многих месяцев без какой-либо работы. Такие ситуации могут быть опасными, особенно для самих астронавтов. Поэтому ESA считает, что разумнее погрузить людей в анабиоз (гибернацию, то есть спячку). В настоящее время ESA приступило к реализации проекта Aurora, где рассматривает вариант гибернации экипажа. Учёные намерены задействовать биологические механизмы, которые позволят экипажу спать и тем самым снизить метаболизм организма до абсолютного минимума.

    Стоит подчеркнуть, что идея возможной гибернации во время длительных космических полетов также была исследована в СССР в 1969 году, но, к сожалению, после смерти руководителя советской космической программы Сергея Королёва проект пилотируемой советской миссии на Марс был закрыт, а все работы, связанные с его реализацией, прекращены. Результаты этих исследований включали данные о гиперрезистентности к различным повреждающим факторам, включая летальные дозы ионизирующего излучения, долгосрочные смертельные перегрузки и гипобарическую гипоксию у мышей (см. книгу «Гипобиоз и криобиоз: прошлое, настоящее и будущее» Николая Николаевича Тимофеева, доктора медицинских наук, специалиста в области авиационной и космической медицины, руководителя лаборатории наноцитофизиологии Института нанотехнологий Международного фонда конверсии).

    Есть теория, что радиорезистентность можно натренировать, предварительно облучая организм небольшими дозами ионизирующего излучения. Точно установлено, что радиорезистентность может задаваться генетически и передаваться по наследству по крайней мере у некоторых организмов. Существуют и медицинские препараты с радиопротекторными свойствами:

    • препарат en:Ex-Rad (ON 01210.Na), представляющий собой натриевуб соль 4-карбоксистирил-4-хлоробензилсульфона;
    • en:CBLB502;
    • амифостин (en:amifostine) 'WR2721';
    • филграстим (en:Filgrastim) ('Neupogen');
    • пегфилграстим (en:Pegfilgrastim) ('Neulasta');
    • койевая кислота.

    В опубликованной работе перечислены возможные способы снизить риск для здоровья астронавтов от ионизирующего излучения. Учёные предлагают несколько подходов: медицинский отбор радиорезистентных устойчивых к радиации кандидатов (и их потомков, которым передаются гены), технологии регенерации ткани и клеточная терапия, генная инженерия, генная терапия, экспериментальная эволюция, гибернация, биобанкинг и т.д.


    Способы снижения рисков для здоровья от космического излучения во время космических путешествий

    Экранов пока нет


    Благодаря очень высоким энергиям заряженных частиц ГКИ они легко проникают в пассивные защитные материалы. Несмотря на то, что в настоящее время также изучаются активные технологии экранирования, до сих пор не достигнуто существенного прогресса в значительном снижении потоков ГКИ до уровней, пригодных для длительных космических полётов человека (см. анализ с оценкой эффективности всех возможных вариантов активной защиты).

    В связи с этим важно изучить различные перспективы повышения радиорезистентности человека с использованием последних достижений в области биотехнологии. Итак, какие же способы повышения радиорезистентности предлагают учёные.

    Способы повышения радиорезистентности у человека


    1. Проведение генетических изменений, использующих прорывные технологии в редактировании генов в сочетании с современными знаниями о молекулярных путях противодействия радиационно-индуцированных повреждений ДНК.
    2. Регенеративная медицина.
    3. Низкодозированная радиоадаптация.
    4. Использование дейтерированных органических соединений.
    5. Биостаз (значительное замедление всех жизненно важных процессов в организме).

    Возможно сочетание всех этих способов.

    Кроме того, большое внимание в этой научной работе уделяется радиозащите. Некоторые из идей потенциально могут быть использованы для облегчения других пагубных последствий длительных космических путешествий, таких как ухудшение мышц и костей, считают авторы. Описанные биотехнологии типа генной инженерии, регенеративной медицины, биостаза и криогенного сна в будущем могут найти применение не только в космонавтике, но и в земной медицине, в том числе для продления жизни человека.

    «В настоящей работе исследуются обозримые варианты, с помощью которых можно повысить биомедицинскую устойчивость человека для исследования и колонизации космоса. Она также направлена на выявление связи между старением, долголетием и радиорезистентностью, а также изучаются способы, которыми исследования по повышению радиорезистентности человека могли бы синергетически улучшить здоровье людей. В конечном счёте мы изучаем, как работа в хорошо финансируемой сфере аэрокосмических исследований способна подтолкнуть прогресс в биомедицинской геронтологии, которая страдает от сильного недофинансирования, несмотря на серьёзные экономические трудности, вызванные демографическим старением населения», — говорит Франко Кортезе (Franco Cortese), ведущий автор научной работы, заместитель директора Исследовательского фонда биогеронологии (Biogerontology Research Foundation).

    «Эта дорожная карта закладывает основу для повышения биологии человека за пределами наших естественных природных ограничений, чтобы обеспечить не только долгую продолжительность жизни и устойчивость к болезням, но и безопасность во время будущих космических исследований», — сказал Жоау Педро де Магальяэс (João Pedro de Magalhães), соавтор статьи, попечитель Исследовательского фонда биогеронологии.

    Рано или поздно нам придется сделать это — покинуть Землю и отправиться в глубокий космос, считает Дмитрий Клоков, заведующий секцией радиобиологии и здравоохранения Канадских ядерных лабораторий, один из авторов научной работы. Такое путешествие за пределами земной магнитосферы нанесёт большой вред здоровью астронавтов из-за воздействия космического излучения. Поэтому лучше заранее начать думать о том, как мы справимся с этой задачей.

    Научная статья опубликована 6 марта 2018 года в журнале Oncotarget (doi: 10.18632/oncotarget.24461).
    Поделиться публикацией
    Ой, у вас баннер убежал!

    Ну. И что?
    Реклама
    Комментарии 54
    • 0
      интересно, когда смогут предложить раздельное хранение: чтобы половые клетки — отдельно, мозги — отдельно, остальные — заменять по мере необходимости (например — по профилактике рака)?
      • 0
        Для дополнительной защиты на корабле «Орион» предлагают использовать жилетки AstroRad — это позволяет дополнительно защитить самые чувствительные к радиации части тела (костный мозг и стенки кишечника). Мозг, как и вся нервная система, должны быть в состоянии переносить в пару раз большие дозы.
        Например, Илон Маск запланировал начало марсианской колонизации на 2024 год, но так и не представил всеобъемлющей схемы защиты от излучения.
        Он вроде упоминал об убежище от солнечных вспышек на корабле. А больше никаких принципиальных проблем нет: на таком большом корабле как BFR необходимая защита будет создаваться одним корпусом. Если есть желание снизить риск рака — то можно ещё баки с метаном разместить вокруг жилых модулей (у него хорошие показатели защиты).
        • +1
          Вроде как от реально высокоэнергетических лучей же не защищают стенки. Даже наоборот, чем толще тем хуже. Не?
          • 0

            От высоких энергий и не нужно, вся фишка гиганской ракеты, что полёт будет очень быстрым.

            • 0
              В целом снижение дозы идёт от любой толщины защиты, но из-за того что высокоэнергетические частицы создают ворох новых частиц — с определённой толщиной (около 40 г/см²) дальнейшее её увеличение становится не столь эффективным.

              BlackMokona
              От высоких энергий и не нужно, вся фишка гиганской ракеты, что полёт будет очень быстрым.
              Да, Маск предлагал полёты за 3-5 месяцев, но вообще снижение времени меньше рубежа в 6-7 месяцев начинает обходиться в большие потери delta-v — так что становится выгоднее взять с собой большее число людей/припасов, чем экономить время. График от сюда:
              • 0

                Судя по графику: три танкера оптимально. Около 150 тонн груза, примерно 125 дней полета… и людей поменьше (не 100 человек).

              • 0
                Так и есть. Высокоэнергетические лучи которые могли бы пройти насквозь, вместо этого при столкновении с защитой рождают множество низкоэнергетических частиц, которые с большей вероятностью столкнутся с телом.
              • +2
                костный мозг и стенки кишечника
                Я бы у себя ещё кой-чего защитил)
                • +1
                  Мужикам проще, им достаточно генматериал сдать заранее и транспортировать с защитой его легче, вот с женщинами сложнее.

                  Хотя, яйцеклетки у женщин тоже можно собирать, заранее и побольше, они тоже поддаются хранению в замороженном состоянии, просто их сбор сложнее психологически и технически (требуется ложиться на операционный стол).
              • 0
                Ну уже сейчас можно свою ДНК распознать и записать на флешку, завтра можно будет собрать её назад.
                • 0
                  В принципе технологии «сбора назад» есть уже прямо сейчас. На практике еще никто не делал (официально по крайней мере), но принципиальных/фундаментальных препятствий уже нет. Только технические и количественные. Собрать короткую ДНК в несколько десятков-сотен тысяч пар оснований (как у какой-нибудь простейшей бактерии или вируса) относительно несложно и это уже делалось на практике.

                  А вот собрать действительно большую и сложную ДНК (как у человека — порядка 3 миллиардов пар оснований) в принципе тоже возможно, но будет очень долго и очень дорого.
                  • 0
                    На практике — уже сотни мегабайт записывают (это где-то под миллиард пар)
                    • 0
                      Там совсем другой подход используется — грубо говоря делаем «тяп-ляп и в продакшен», но компенсируем огромную кучу ошибок при массовом синтезе сильной избыточностью записываемой информации и математическими алгоритмами коррекции ошибок при считывании.

                      Чаще всего там даже нет единой цепочки, а лишь «бульон» из кучи относительно небольших огрызков ДНК.

                      С ДНК живого организма такой подход не пройдет — и цепочка должна быть целой и ошибок в ней практически не должно быть, т.к. даже одиночная ошибка может оказаться критической (смотря в какой участок попадет — в большинстве случаев обойдется, но может и не повезти).
                      • 0
                        Да, пока ошибок ещё хватает. Но это дело наживное.
              • +2

                Из перечисленных 5 способов повышения радиорезистентности у человека я за Биостаз (значительное замедление всех жизненно важных процессов в организме). Остальное чревато ошибками и неприятно.
                А спячка на корабле это отлично: вылетел с Земли, наелся, залез в берлогу как медведь, заснул… проснулся уже на подлете к Марсу, очень голодный, но не вымотанный нудным перелетом. НАСА это метод вроде уже прорабатывало, но для них тогда главным было не радиорезистентность, а экономия потребления кислорода и еды при долгом перелете.

                • 0
                  У спячки проблема с радиацией как раз выше. Скажем в норме каждую минуту у нас повреждается 10 клеток и появляется 20 новых. В анабиозе мы значительно замедляем все процессы, в том числе и клеточный метаболизм, как итог, каждую минуту у нас будет повреждаться 10 клеток, а появляться только 5. В итоге в момент выхода из гибернации, мы получим серьезно покалеченное радиацией тело. Так что тело в спячке, надо усиленно защищать.
                  • +3

                    Можно поспорить с этим утверждением. То, что этот метод рассматривают уже говорит о том, что смысл в Биостазе есть.


                    1. "каждую минуту появляется 20 новых клеток"? Спорно. Смотря каких, смотря в каких органах.
                    2. Что значит: "повреждается 10 клеток"? Они же не полностью уничтожаются, не совсем пополам разбиваются частицами. У них чаще всего повреждаются фрагменты ДНК, которые потом, уже при работе или делении клетки, дают дефекты. Пока поврежденная клетка в Биостазе она никак себя негативно не проверяет. Не будет плодиться новых клеток много, но и не будет плодиться много дефектных клеток из клеток с покалеченной ДНК.
                    3. В Биостазе людей можно разместить компактно в центре корабля, в зоне с максимальной защитой: со всех сторон слои обшивки, топливо, вода, еда, аппаратура, мебель. Они постоянно в одном месте, на работу им ходить не надо, передвигаться по кораблю не нужно, даже в туалет не надо.
                    • 0
                      Третий пункт хорош, да.
                      Два первых — нет. Почитайте, отчего именно возникает лучевая болезнь, и поймете, что отправив людей в анабиоз, вы просто переведете хроническую болезнь, возникшую бы у бодрствующих к концу полета, в острую форму, возникающую после пробуждения. И да, поражение ДНК — это далеко не все болезнетворные факторы ионизирующего излучения. Белков с нарушенной излучением структурой оказывается много больше, и значительную часть быстрых клинических симптомов дают именно они. А ДНК — это сильно отложенные эффекты, сразу они не проявляются.
                      • 0
                        Анабиоз позволит значительно сэкономить полезную массу корабля за счет жилых помещений, запасов пищи воды и воздуха, и повысить систему защиты, к тому же она будет локализована в гораздо меньшем объеме.
                        • 0
                          Так я и говорю, третий пункт хорош.
                        • 0
                          Указанных доз (меньше 0.5 Зиверт за полет в одну сторону даже без дополнительной защиты) недостаточно для развития серьезного острого поражения (лучевой болезни).
                          Так что в лубом случае речь будет идти о хроническом течении и относительно отдаленных последствиях, что с анабиозом, что без.
                          • 0
                            Вы правы, это станет актуально только при масштабировании вверх.
                          • 0
                            Сильно напоминает ситуацию с капитаном корабля после его пробуждения в фильме «Пассажиры».
                          • 0
                            То, что смерть наступит за пределами рассматриваемого периода времени — имеет смысл только в рамках расчётной модели, а не на практике…
                          • 0
                            Воообще-то все наоборот: чем выше скорость деления клеток — тем выше чувствительность к радиации. И наоборот.

                            Поэтому максимальный вред(при одинаковой дозе) радиация наносит детям (особенно еще не родившимся, а только активно формирующимся в организме матери), а минимальный — старикам.
                            Аналогично с органами — наиболее чувствительны к радиации органы и тканы где идет максимально быстрое деление и обновление клеток: костный мозг, внутренние стенки кишечника и внутренние половые органы (производство половых клеток).
                            Наоборот например мозг, который отличается очень низким темпом образования новых клеток (одно время считалось что они вообще не обновляются) один из самых устойчивых к радиации органов.
                            Это уже давно установленные на практике факты.

                            Я точно не помню с чем это технически связано, видимо повреждения вносимые ионизирующим излучением в момент копирования ДНК(обязательный этап при образовании новой клетки/делении) намного опаснее/критичнее чем аналогичные повреждения зрелой клетки.
                            Среди прочего за счет того, что во взрослой клетке цепочка ДНК двойная (есть избыточность генетической информации, благодаря которой все небольшие повреждения легко устранять без гибели клетки), а при делении и копировании ДНК «расплетается» в одинарные цепочки — и любое повреждение в этот момент фатально («резевной копии» нет) — новая клетка получит дефектную ДНК.
                            • 0
                              Воообще-то все наоборот: чем выше скорость деления клеток — тем выше чувствительность к радиации. И наоборот.
                              Если клетка не делится, как нейрон — то у неё большая часть генов просто «отключена», и вообще пофиг будут повреждены они или нет.
                          • +1
                            Ну если хотя бы к Европе или Энцеладу — то можно. А к Марсу — проще систему жизнеобеспечения включенной держать. NASA уже рассматривает разные варианты конструкций для защитных стенок, чтобы их общую массу сократить. Добавить сюда химические радиопротекторы на случай солнечных вспышек — и больше собственно ничего не надо.

                            Jeyko
                            Но героически продолжают разворачивать поселения
                            Так мы уже дети героев: продолжительность жизни поколений эдак 15 назад составляла в среднем всего 30 лет, без всякой радиации. То что для нас кажется дикостью, ещё нашими прадедами считалось за норму. Скажем сейчас спорят можно ли отправлять группу из 3-6 человек на Марс? Не сойдут ли они там за 2,5 года в одиночестве с ума?

                            При этом с Магелланом в 3-летнее кругосветное путешествие отправлялось 265-280 человек, но вернулось — только18 (все остальные или погибли, или были пленены). А Чарльз Дарвин отправлялся аж в 5-летнее путешествие с 73 человеками. И все почему-то не смотря на все тяготы возвращались психически здоровыми.
                            • +1

                              "проще систему жизнеобеспечения включенной держать. " — никто не говорил, что её выключать надо: вдруг один из спящих внезапно проснется. Просто экономия веса нехилая: только на потребляемой еде получается 0.5 кг в сутки на человека. Видел такой расчет: масса сублимированной еды космонавтов минимум 510 грамм в сутки. Если до Марса лететь 200 дней, то это уже 200*0.5=100 кг на человека, 10 тонн на 100 человек. А ещё аварийный резерв нужен, а ещё еда для жизни там, а ещё обратный путь...

                              • 0
                                Ну одиночество — оно тоже уже дикость, сейчас не те времена, чтобы с улетевшими никакой связи не было.
                            • 0
                              Появляется в духе фантастических романов мысль.
                              Летит на Марс или ещё куда экспедиция, уже знающая о своей возможной гибели от сабжа. В пути они активно размножаются, заболевают от переизлучения, прибывают в пункт назначения, не все конечно, не все. Но героически продолжают разворачивать поселения, размножаться изо всех оставшихся сил и в итоге, можно сделать совсем трагичным, остаются в живых лишь дети разных возрастов, с разными степенями мутаций возможно, почти невосприимчивые к чужеродных условиям и, спустя ещё пару сменившихся поколений, ЖИЗНЬ наконец торжествует!
                              • 0
                                Вы описали концепцию сериала «100».
                                • +1

                                  Люди ведь народ такой. Им только дай остаться наедине, так сразу начнут "размножаться изо всех оставшихся сил". Особенно эти ученые. Круглые сутки, как кролики. :)

                                  • +1
                                    Карибское море эпохи испанских заболеваний. Гибель тучи народа при пересечении Атлантики, неумение выращивать местные растения, местные болезни, массово выкашивающие переселенцев, враждебная окружающая среда, мутации, позволившие стать невосприимчивыми к местным болезням
                                    Да собственно любые переселения народов в древности попадают под эту схему
                                  • 0
                                    Радиация самая важная проблема космических полётов к Луне и Марсу!!! Что и требовалось доказать: Ведущие российские и зарубежные космические медики и биологи разработали стратегию по повышению стойкости тела человека к радиации, что критически необходимо для изучения далеких миров Солнечной системы.
                                    • 0
                                      Чего тут придумывать. Природа уже давно подала идею — использование магнитного поля вокруг корабля.
                                      • +1
                                        Не действует на высокоэнергетичные частицы если размер поля не тысячи километров. Причина проста, надо время на действие. А частица летит со скоростью близкой к скорости света. Всю сферу защиты за наносекунды пролетает.
                                      • 0
                                        А насколько часты подобные частицы что так о них беспокоятся? На Земле вроде как детектируются единицы за год, во всяком случае Oh-my-god-particle не была бы так известна если бы их прилетало по десятку в день, и это в объект размером с Землю, а не в корабль на 5 порядков меньше в размерах. Достаточно будет на пассивном участке траектории развернуть корабль движками, баками, грузом и запасами воды в сторону Солнца, а в остальных направлениях оставить лишь милиметровую алюминиевую стенку как на МКС, чтобы минимизировать вероятность столкновения частиц и ливня вторичной радиации.
                                        • 0
                                          Там приблизительно логарифмический спектр распределения этих частиц, примерно такой:
                                          image

                                          Так что на каждую частицу подобную Oh-my-god-particle ( 3 × 10^20 эВ — на графике она оказалась бы почти в самом правом нижнем углу) приходится порядка 10 частиц с энергий в 10 раз ниже ( 3 × 10^19 эВ), 100 частиц с энергией в 100 раз ниже ( 3 × 10^18 эВ) и т.д.

                                          А для человека без серьезной защиты опасность представляют даже частицы с энергиями на 10-14 порядков ниже, чем у этой рекордной. И которых в космосе соответственно на те же 10-14 порядков (примерно в триллионы раз) больше количественно.
                                        • +1
                                          Alter2: Достаточно будет на пассивном участке траектории развернуть корабль движками, баками, грузом и запасами воды в сторону Солнца, а в остальных направлениях оставить лишь милиметровую алюминиевую стенку как на МКС,

                                          К сожалению, если бы всё было так просто, то не поднимали бы шум из-за этого!
                                          На самом деле, как ни крути «хвостом» туда сюда, всё равно получишь хорошую дозу от Галактического космического излучения (ГКИ) — оно распорстраняется со всех сторон!
                                          Что касается Солнечных вспышек, то продолжительность их может достигать до 12 часов подряд, так что всё время необходимо будет поддерживать ориентацию корабля, а за это время потратиться много топлива. Не лучше ли будет, защитить жилую зону радиационной защитой? Как показывают предварительные расчёты при проектировании КК к Марсу в качестве радиационной защиты можно применять воду, которую всё равно придётся брать в соответствии с численностью экипажа.
                                          Также, предлагается делать специализированный жилой блок, где необходимы запасы воды и они же будут использоваться как радиационная защита (см. доклад Кузьмина А.Р. на Циолковских чтениях в 2016г.)
                                          • +1
                                            Что касается Солнечных вспышек, то продолжительность их может достигать до 12 часов подряд, так что всё время необходимо будет поддерживать ориентацию корабля, а за это время потратиться много топлива.
                                            BFR и ITS предусматривают полёт в непрерывной ориентацией на Солнце — чтобы солнечные батареи в свою очередь такой ориентации не теряли. А значит на этих кораблях предусматривались гиродины.
                                            Как показывают предварительные расчёты при проектировании КК к Марсу в качестве радиационной защиты можно применять воду, которую всё равно придётся брать в соответствии с численностью экипажа.
                                            Много воды тащить бессмысленно: для производства топлива на обратный путь так или иначе придётся садиться в зону с залежами воды и её добывать для производства метан-кислородного топлива. Проще тогда уж взять полиэтиленовые пластины и выложить их в несколько слоёв, а по прилёту — выложить ими в один слой какое-нибудь надувное помещение (так как на поверхности Марса радиация в 3 раза меньше).

                                            Alter2
                                            График есть здесь — концентрация с энергией падает быстро, но из-за большого роста эффекта от каждой отдельной частицы, вклад всё равно выходит большой. На низкой орбите ГКЛ вносят примерно 30%, при межпланетном перелёте — примерно 10% (за счёт роста общей дозы от всего остального). Сократить дозу от ГКЛ примерно на 50% можно если лететь в солнечный максимум, вместо минимума. Защитой разумной толщины дозу от ГКЛ можно сократить только на 30-50% вроде.

                                            BLOODRAINEM
                                            Чего тут придумывать. Природа уже давно подала идею — использование магнитного поля вокруг корабля.
                                            Ничего она не придумала: от галактических космических лучей даже магнитное поле Земли не помогает, только атмосфера — и то там самый пик вторичных частиц на высоте 15-20 км выходит. Предлагаете за собой Юпитер таскать?
                                            • +1
                                              Ориентация на Солнце оно да, но тут дилемма какой стороной — или бережём экипаж, или содержимое криогенных баков.
                                              • 0

                                                Экипаж конечно! Ибо если не можем сберечь топливо в кригенных баках от нагрева Солнцем, то и не надо на Марс лететь — какой-то суицидный рейс получается…

                                          • +1
                                            BFR и ITS предусматривают полёт в непрерывной ориентацией на Солнце — чтобы солнечные батареи в свою очередь такой ориентации не теряли.

                                            Сейчас используют вращающиеся солнечные батареи, а гетеродины — они не силовые приводы, они не могут держать ориентацию всего корабля. Так что всё равно придётся тратить топливо(слишком большая масса КК).
                                            На счёт полиэтилена, то под действием радиации — он разрушается! Даже, разрушается на Земле в атмосфере, только медленнее (несколько лет).
                                            А воду, можно использовать вторично, например, разлагать на кислород и водород с помощью электролизёра: водород- для производства метана, а кислород- для дыхания космонавтов и для окисления топлива. А ещё, воду можно использовать для полива растений в оранжерее, которая наверняка будет на Марсе ( свежей зелени кушать хочется всегда)!

                                            voyager-109.03.18 в 19:24 Много воды тащить бессмысленно: для производства топлива на обратный путь!
                                            Тут я с вами соглашусь! Возможно, более подойдёт вариант Зубрина: послать на поверхность Марса заранее КК для производства топлива и добычи воды для обратного пути.
                                            Вот только минимальный запас воды на экипаж из 6 человек должен составлять примерно 70 тонн. Это исходя из обитаемого объёма.

                                            Alter2 Защитой разумной толщины дозу от ГКЛ можно сократить только на 30-50% вроде.
                                            Согласен, по разным источникам, чтобы компенсировать ГКЛ на 80% требуется эквивалентную толщину радиационной защиты 100 гр/см2 (100 см. воды)
                                            • 0
                                              Вы перепутали гетеродин с гиродином :)
                                            • 0
                                              А как же третья импульсная система? Или, в конце концов, биоблокада?
                                              • 0

                                                А я что-то о грустном сразу подумал: о бойцах, без снижения работоспособности орудующих в зонах атомных бомбардировок, о выживших после атомной войны и не собирающихся помирать. Короче, не будет угрозы неминуемой гибели от радиоактивного заражения, будет больше соблазна начать войну.

                                                • +1

                                                  Нет, не будет больше от этого соблазна. Соблазна такого вообще нет, если нет колоссального превосходства одной страны над другой (а с учетом того, что сейчас в мире 3 мощных ядерных державы всякие ядерные соблазны убиваются напрочь этой странной тройственной конфигурацией). Ядерная война с точки зрения руководства стран и сильных мира сего неприятна не тем, что люди/бойцы после ядерной бомбардировки медленно и мучительно умирают от радиации (далеки руководители от этого). Ядерная война с их точки зрения ужасна тем, что огромные богатства, ресурсы, население и инфраструктура страны в одночасье разносяться в пепел обычными факторами ядреных взрывов, а выведение из строя системы здравоохранения не позволит вылечить даже обычных ранненых и без всяких проблем с радицией. Грубо говоря представьте такой расклад: вот была у вас мощная богатая страна с обалденной инфраструктурой — полтора часа ядерной войны — у вас вместо этой страны куча очагов разрушений и пожаров вместо инфраструктуры, все службы (кроме армейских) в ауте, народу меньше раза в три (убиты в основном горожане) и все заняты собственным спасением в малонаселенных районах без инфраструктуры (и не будут они инфраструктуру восстанавливать). Анархия и все выжившие жаждут с вами поквитаться, ибо из-за ваших действий/бездействий это и случилось...

                                                • 0

                                                  Что-то я не до конца понял смысл перемножения чисел в вычислениях вероятности выживаемости группы людей, которые подвергаются воздействию радиации.
                                                  Если заложено 3% риска, то из 100 человек побывающих в полетах 3 подвержены риску скончаться в полете или последствиям для здоровья космонавтов, которые могут вызвать последствия, которые приведут к смерти?

                                                  • 0
                                                    Может кто-нибудь объяснить почему используются разные единицы измерения в похожих случаях:
                                                    В то же время для человека летальной дозой считается всего 4−10 грей.

                                                    По существующим оценкам, путешествие на Марс и обратно подвергнет астронавтов радиационным дозам 660 мЗв.


                                                    Причем, так написано в оригинальной статье.

                                                    • 0
                                                      Поглощенная доза измеряется в Грэях (то есть эта доза от непосредственного падения на объект радиации). Но организм человека ослабляет радиацию естественным образом путём обмена веществ и регенерации тканей. Поэтому, учитывая коэффициент восстановления организма, приняли величину тканеэквивалентной дозы которая измеряется в Зивертах.
                                                      1 Зв = 100 бэр (Биологический эквивалент радиации — более удобная единица).
                                                      • 0
                                                        Более правильно в Греях оценивать радиацию для электроники, а в бэрах (Зивертах) — облучение для космонавтов (живых существ).
                                                        • 0
                                                          Существуют и медицинские препараты с радиопротекторными свойствами:

                                                          препарат en:Ex-Rad (ON 01210.Na), представляющий собой натриевуб соль 4-карбоксистирил-4-хлоробензилсульфона;


                                                          Похоже он послужил прообразом (идеей для названия в частности) препарата Rad-X во вселенной Fallout (аналогично — временное повышение резистентности к радиации при предварительном приеме).
                                                          • +1
                                                            Рано или поздно нам придется сделать это — покинуть Землю и отправиться в глубокий космос,
                                                            никогда это не будет иметь смысла для существ с земной биологией

                                                            Поэтому лучше заранее начать думать о том, как мы справимся с этой задачей.
                                                            Поэтому нужно осознать, что будущее человечества на другой материальной основе неизбежно. И, вероятнее всего, оно наступит куда быстрее, чем возможность как-то перепилить биологическую тушку под жизнь хотя бы на Венере.
                                                            • 0
                                                              Совершенно верно. Собственно сам космос полностью враждебен нашим телам.
                                                              Поэтому либо а) 100% технологическая защита, другие физические принципы для перемещения хотя бы к соседней звезде, либо б) Какое-то революционное изменение в собственной биологии, позволяющее наплевать на радиацию, вакуум, страшный минус и т.п.
                                                              Но это уже будет НЕ человек а нечто другое.

                                                              Кстати, никто не мешает переделать тушку Венеры под наши нужды))) Это будет явно проще в рамках сценария «а»

                                                            Только полноправные пользователи могут оставлять комментарии. Войдите, пожалуйста.

                                                            Самое читаемое