Neviditelná hrozba: Jak mohou astronautům uškodit Van Allenovy pásy?
Neviditelné oblasti nabitých částic obklopující Zemi patří k méně známým, ale zásadním faktorům, které ovlivňují bezpečnost pilotovaných kosmických letů.
Van Allenovy pásy nejsou neměnné - například sluneční bouře z května 2024 vytvořila mezi stávajícími pásy dva dočasné. Jeden z nich (vyznačený fialově) obsahoval kromě elektronů také energetické protony. Předchozí dočasné pásy byly přitom tvořeny převážně elektrony. (ilustrace: NASA, Kristen Perrin, CC BY 4.0)
Van Allenovy pásy představují oblasti s vysokou koncentrací nabitých částic, elektronů a protonů, zachycených v magnetickém poli naší planety. Vnitřní pás se rozkládá asi 600–6 000 km nad Zemí a je extrémně nebezpečný, protože obsahuje i protony a ionty s vysokou energií. Ve vnějším pásu, zhruba 13 000–60 000 km nad Zemí, se pak vyskytují převážně elektrony.
Kosmonautům může uškodit především tamní intenzivní ionizující záření s několika potenciálními negativními účinky: Nejvýznamnějším z nich je přitom poškozování DNA a nárůst rizika vzniku rakovinného bujení. Dlouhodobý pobyt v popsaném prostředí by u člověka vyvolal příznaky akutní nemoci z ozáření.
Neviditelná hrozba
Z pokusů dál víme, že dlouhá přítomnost v poli nabitých částic vede k poškození centrálního nervového systému, ke zhoršení kognitivních funkcí a k možným neurodegenerativním změnám. V neposlední řadě kosmonauti častěji trpí poruchami zraku kvůli ozáření očních čoček nebo šedým či zeleným zákalem.
Mezinárodní vesmírná stanice naštěstí obíhá ve výšce asi 400 km, tedy pod spodní hranicí vnitřního pásu. Při letech Apollo k Měsíci trávily posádky v pásech jen několik desítek minut, takže byla obdržená dávka akceptovatelná.
Dodejme, že se radiační dávka kumuluje, takže podobný efekt jako krátkodobý pobyt ve vysoce radiačním prostředí má i dlouhodobý pobyt v prostředí s menší radiací. Daný fakt nabývá na důležitosti v souvislosti s chystanými meziplanetárními lety. Kosmonauti při nich budou kosmickému záření čelit mnoho měsíců, což může přinést neblahé zdravotní efekty, s nimiž se budou muset vyrovnat.
Zabijácká bariéra?
Van Allenovy pásy jsou oblast se zvýšenou radiací, nikoli „smrtelná bariéra“. Astronauti programu Apollo při jejich průletu obdrželi celkovou dávku přibližně 1–2 rem (10–20 mSv), což je srovnatelné s dvěma až třemi CT vyšetřeními.
Modelové výpočty uvádějí, že při 52minutém letu skrz Van Allenovy pásy by celková dávka byla až cca 11,4 rad (~114 mSv), což odpovídá přibližně 130 mSv/h.
To je stále výrazně méně než akutně nebezpečné dávky (řádově tisíce mSv během krátké doby). Navíc tyto modelové hodnoty platí mimo kosmickou loď – její stínění skutečnou dávku výrazně snižuje.
