РАДИАЦИОННЫЙ ФАКТОР ПРИ ПОЛЕТЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СПУТНИКОВ: СОПОСТАВЛЕНИЕ С ДОЗАМИ ПРИ ПОЛЕТАХ НА МКС Conference attendances
Language | Русский | ||
---|---|---|---|
Participant type | Устный | ||
Conference |
XVIII Конференция по космической биологии и авиакосмической медицине с международным участием ("Земля – Орбита – Дальний космос") 07-09 Nov 2023 , Москва |
||
Authors |
|
||
Affiliations |
|
Abstract:
Одной из основных задач экспериментов, проводимых на биологических спутниках, было определись влияние факторов космического полета, в том числе ионизирующего космического излучения, на биологи- ческие объекты. Радиационный фактор для биологических спутников определяется выбранной орбитой и радиационными условиями непосредственно в период полета (космической погодой). Все полеты биологи- ческих спутников протекали в невозмущенных радиационных условиях, когда отсутствуют солнечные про- тонные события, а основной вклад в дозу дают галактические космические лучи и частицы радиационных поясов Земли. Однако, необходимо отметить и наличие на борту спускаемого аппарата биологического спутника гамма-источника мягкой посадки, оказывающего свое радиационное воздействие на биологиче- ские объекты, находящиеся внутри спутника, в течение всего полета. На первой фазе исследований по программе «Бион» с 1973 по 1996 г. было запущено 11 биологических спутников, основными исследуемыми биологическими объектами были крысы и обезьяны. Эти полеты проходили на низких околоземных орбитах (апогей ~ 400 км, перигей ~ 200 км), продолжительность по- лета составляла от 5 до 22 суток. В этих полетах для дозиметрического контроля использовались только термолюминесцентные детекторы, т.е. измерялась только интегральная поглощенная доза в одном-двух местах внутри спускаемого аппарата. Типичная мощность дозы по данным измерений составляла от 0.2 до 0.4 мГр/сут, что близко к средней мощности дозы в отсеках МКС на круговой орбите около 400 км, при- нимаемой равной 0.3 мГр/сут. Однако, необходимо отметить, что в соответствии с паспортными данными бортового гамма-источника создаваемая им мощность дозы на расстоянии 0.88 м равнялась 0.33 мГр/сут и ослаблялась обратно пропорционально квадрату расстояния от него. С учетом того, что типичное расстоя- ние биологических объектов, размещаемых внутри СА, составляло от 0.5 до 1.5 м, вклад гамма-источника в полную дозу был сопоставим и мог даже превысить естественный фон. Это приводило к искажению условий космического эксперимента по радиационному фактору, так как вклад космической радиации обусловлен в основном потоками протонов, вторичных нейтронов и тяжелых заряженных частиц (ТЗЧ), радиобиологические эффекты которых иные, чем у гамма-квантов. 22 октября 1974 г. был запущен на орбиту биоспутник Бион-2 («Космос-690») с параметрами: высоты орбиты в апогее 389 км, в перигее – 223 км, наклонение орбиты 62.8 градуса, длительность полета 21 суток. На борту этого биоспутника был установлен гамма-источник 137Cs, доза облучения от которого составила от 2 до 10 Гр, что во много раз превышало дозу космического излучения за полет. В 2013–2014 гг. космические биологические эксперименты были продолжены на возвращаемых спут- никах «БИОН-М» № 1 и «ФОТОН-М» № 4. Спутники были запущены 19 апреля 2013 г. и 18 июля 2014 г. соответственно на орбиты с наклонением 64,9 градуса. Орбита «БИОН-М» № 1 была близка к круговой со средней высотой 575 км, продолжительность полета составила 30 суток. Орбита «ФОТОН-М» № 4 была эллиптической с перигеем 258 км и апогеем 572 км, продолжительность полета составила 45 суток. В этих полетах измерялась не только интегральная доза, но и динамика мощности дозы космического излучения целым комплексом дозиметрических приборов. Коэффициент качества и интегральная эквивалентная доза были измерены путем объединения данных термолюминесцентных и твердотельных трековых детекторов. Измеренная интегральная доза была такой же, как доза на МКС за полгода полета. Следующий полет биологического спутника «БИОН-М» № 2 изначально был запланирован на более высокую круговую орбиту высотой 800 км в сентябре 2023 года. На этой орбите интегральная доза за полет продолжительностью 1 месяц была бы такой же, как доза на МКС за 3 года полета. В настоящее время полет спутника «БИОН-М» № 2 планируется на орбите новой высокоширотной станции РОС: высота 370 - 400 км, наклонение орбиты 97°. Ожидается, что при невозмущенных радиационных условиях дозовое воздействие будет на 15–20 % выше, чем на МКС при той же высоте орбиты. Однако, в случае мощного солнечного протонного события на этой орбите доза за сутки полета может превысить 100-кратную суточ- ную дозу на МКС при невозмущенных условиях. Усовершенствованный комплекс дозиметрических приборов на спутнике «БИОН-М» № 2 позволит раз- делить вклад в полученные дозы космического излучения по различным компонентам, таким как электро- ны, протоны, тяжелые заряженные частицы и нейтроны. Знание вклада различных компонентов космиче- ского излучения способствует правильному моделированию радиационного воздействия на биологические объекты в наземных экспериментах, максимально приближая модельные условия к условиям космического полета. Несомненно, радиобиологические результаты, которые могут быть получены на биологических спутниках и в экспериментах по моделированию на земле на ускорителях частиц, полезны для решения вопросов радиационной безопасности будущих межпланетных миссий. Базовая НИР РАН № 65.2.
Cite:
Иванова О.А.
, Иноземцев К.О.
, Карцев И.С.
, Дробышев С.Г.
, Толочек Р.В.
, Шуршаков В.А.
РАДИАЦИОННЫЙ ФАКТОР ПРИ ПОЛЕТЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СПУТНИКОВ: СОПОСТАВЛЕНИЕ С ДОЗАМИ ПРИ ПОЛЕТАХ НА МКС
XVIII Конференция по космической биологии и авиакосмической медицине с международным участием ("Земля – Орбита – Дальний космос") 07-09 нояб. 2023
РАДИАЦИОННЫЙ ФАКТОР ПРИ ПОЛЕТЕ БИОЛОГИЧЕСКИХ СПУТНИКОВ: СОПОСТАВЛЕНИЕ С ДОЗАМИ ПРИ ПОЛЕТАХ НА МКС
XVIII Конференция по космической биологии и авиакосмической медицине с международным участием ("Земля – Орбита – Дальний космос") 07-09 нояб. 2023