Американцы не были на Луне. Разбор доз радиации, полученных астронавтами программы Апполон при преодолении радиационного пояса Земли.

Ранее мной была опубликована книга доктора физико-математических наук А.И. Попова  "Американцы на Луне: великий прорыв или космическая афера" (часть 1, часть 2). Однако в книге не рассматривался самый веский аргумент (с моей точки зрения, точки зрения радиохимика) за то, что американцы на Луну не летали. Этот аргумент - радиация ... Вот в данной статье и рассматривается с современных позиций влияние радиации на полет астронавтов к Луне, если бы таковой ДЕЙСТВИТЕЛЬНО состоялся. 
ВИВас

==================

Согласно официальной точке зрения с 1969 по 1972 годы американцы многократно высаживались на поверхность Луны. Это стало апогеем космической гонки между СССР и США, которая многократно повысила международный авторитет США и стала предметом гордости самих американцев. Но, тем не менее, многие десятилетия не утихает полемика по поводу того, были американцы на Луне или данный полёт стал самым масштабным и затратным для налогоплательщиков постановочным шоу?

Итак, приступим к анализу самого очевидного довода разоблачающего Лунную афёру – на время запуска космических аппаратов "Апполон" для астронавтов, находящихся в командном модуле корабля, не существовало адекватной защиты от космической радиации при прохождении радиационного пояса Земли (радиационного пояса Ван Аллена) и при их нахождении на поверхности Луны.

Начнём исследование, пожалуй, с самого «авторитетного» источника информации нынешнего Интернета, столь нежно вскармливаемого заинтересованными лицами, – Википедии (ей мы посвятим отдельную статью). На этом ресурсе в статье «Лунный заговор» (https://ru.wikipedia.org/wiki/...) разделе «Пролёт радиационных поясов» говорится что:

Одним из распространённых аргументов сторонников теории лунного заговора является сделанное ещё в 1958 году открытие радиационных поясов Ван Аллена. Потоки солнечной радиации, смертельной для человека, сдерживаются магнитосферой Земли, а в самих поясах Ван Аллена уровень радиации наиболее высок. Однако пролёт через радиационные пояса не представляет опасности, если корабль имеет адекватную радиационную защиту. Во время пролёта радиационных поясов экипаж "Аполлонов" находился внутри командного модуля, стенки которого были достаточно толсты и обеспечивали необходимый уровень защиты. Кроме того, пролёт поясов происходил достаточно быстро, а траектория лежала вне области наиболее интенсивной радиации.

Другими словами аргументация такая – полёт был, т.к. защита астронавтов была достаточная и нахождение их в радиационном поясе земли (РПЗ) было минимальным по времени.

При этом, говоря об уровне защиты командного модуля, даются три ссылки,:

1. Л. И. Дорман, Л. И. Мирошниченко, «Солнечные космические лучи», М.: «Наука», 1968, глава V, § 25 «Солнечные космические лучи и радиационная опасность»,

2. «Sickening Solar Flares» Данные НАСА о эффективной толщине стенок командного модуля,

3. by R.A.English, R.E.Bensotz, J.V.Builey, C.M.Barnes, «Apollo Experience Report — Protection Against Radiation», NASA TN D-7080, 1973

При этом первая ссылка ведёт на книгу, которую для скачки в Интернете найти бесплатно очень сложно.

Вторая ссылка ведёт на статью, совершенно отличающуюся по смыслу английского называния от названия указанного в ссылке на русском языке. Английское же название звучит как «Тошнотворные солнечные вспышки» (перейти) и рассказывает данная статья об эффективной толщине стенок командного модуля лишь вскользь, без аргументации и расчетов. Если детальней, то указанная статья говорит о том, что при солнечных вспышках, с энергией протонов в 100 Мегаэлектронвольт никакой скафандр не защитит человека, находящегося на поверхности Луны, и что астронавт неизменно получит лучевую болезнь. Также там говорится про МКС, которая находится под защитой магнитосферы Земли и имеет толщину стенок, которая дополнительно абсорбирует высокоэнергетические частички, в результате чего астронавты на МКС получают во время вспышек около 1 бэр радиации. В то же время находясь в скафандре на Луне во время вспышки, астронавт получил бы от 50 до 300 бэр, что гарантирует как минимум развитие у него лучевой болезни, как максимум – смерть в течении месяца. Далее говорится, что во время полёта Апполона-16 была сильная солнечная вспышка и по всем, кто находился на поверхности Луны попало бы по 400 бэр. Далее автор задаётся вопросом, «Было бы это смертельным для астронавтов?» и сам себе отвечает, что это «Не обязательно» (!). Вот как – «Не обязательно» и всё. И так считает не просто сантехник и города Бердичев, а Фрэнсис Кучинотта который является офицером радиационной защиты НАСА Космического центра имени Джонсона. Далее Кучинотта говорит, что если бы при этом астронавты находились бы внутри командного модуля, они бы получили около 35 бэр. Ну и про экранирование говорит, что командный модуль аппарата Апполон имеет защиту от 7 до 8 грамм на квадратный сантиметр, но почему-то не упоминает, что оболочка командного модуля это всего лишь аллюминий.

Согласно радиационной физике чтобы уменьшить энергию 100-МэВ частицы в половину, нужна толщина стенок аллюминия в 3.63 см, а толщина стенок командного модуля Апполонов была 2.78 см. Это означает что в статье, на которую ссылается Википедия как на авторитетную и подтверждающую что командный модуль надёжно защищён от радиации, многоуважаемый Фрэнсис Кучинотта мягко говоря лжёт, занижая дозы радиации, полученной астронавтами Апполона-16 в 10 раз. Тогда как логика подсказывает, если стенки командного модуля уменьшают энергию частиц вдвое (в нашем случае получается что даже вдвое не уменьшает, т.к. толщина стенок не 3.63, а всего 2.78 см), тогда и получаемая радиация должна быть не в 10 раз меньшей, а всего лишь вдвое меньшей и это – 200 бэр (а в нашем случае больше - около 250 бэр), что является смертельной дозой. Причём отметим, что это одноразовая доза, мы не учитываем при этом дозу, полученную при подлёте к Луне и при обратном полёте на Землю. Далее мы также не учитываем, что стенки командного модуля сами по себе начали бы фонить, а может даже и светиться, что неизменно превратило бы командный модуль Апполона-16 в такую себе радиоактивную микроволновую печь.

Что мы имеем в данный момент? Получается что статья, на которую ссылается Википедия доказывает обратное от того, что пишет сама Википедия. Это ещё раз подтверждает то, что модераторы Википедии, надеясь на авторитетность своего ресурса и давая иноязычные ссылки как подтверждение указанной информации, не рассчитывают на то, что эту информацию кто-то будет переводить и проверять написанное.

Третья ссылка указывает, в том числе, и на дозы радиации, полученные астронавтами программы «Апполон» миссий с 7-й по 15-ю, которые, в виду вышеуказанной информации (да и нижеприведённой тоже) весьма сомнительны и соответствуют дозам астронавтов пребывающих на околоземной орбите в 300-400 км от поверхности планеты, находясь при этом под защитой магнитного поля Земли.

При изучении вопроса влияния радиационного поля Земли на пролетающие через них командные модули Апполонов, оказалось, что этот вопрос уже просчитан физиками и выведен в виде формул, рисунков, таблиц и диаграмм. В частности очень помогла работа, размещённая Олейником О.Г. (ссылка) которую, в виду исчерпывающих расчётов и доказательств, приведённых в ней, комментировать излише.

Точный расчет траектории полета Аполлон 11, Аполлон 14, Аполлон 15 и Аполлон 17 через радиационный пояс Земли. Дозы радиации.

Настоящая статья ставит под сомнение, что миссия Apollo была на Луне.

Большинство официальных иллюстраций траектории полетов Apollo на Луну отмечают только основные элементы миссии. Такие схемы геометрически не точные, а масштаб грубый. Пример из отчета НАСА:

Очевидно, что для правильного представления полетов Аполлонов к Луне важен другой подход, а именно точное определение положения космического аппарата от времени. Это позволяет рассмотреть траекторию Аполлонов при прохождении опасного для человека радиационного пояса Земли, а так же разработать элементы траектории для безопасного полета к Луне.

В 2009 году Robert A. Braeunig представил элементы орбиты транслунной траектории Apollo 11 с вычислением положения КА в зависимости от времени и ориентации относительно Земли. Работа представлена в Глобальной Сети - Apollo 11's Translunar Trajectory and how they avoided the radiation belts. О данной работе защитники НАСА высоко отзываются, для них она Евангелие для поклонения, пишут: "Браво", и часто на нее ссылаются во время дискуссий с оппонентами о радиационном облучении и невозможности миссии Аполлонов.

Илл. 1. Траектория Аполлон-11 (синяя кривая с красными точками) через электронный радиационный пояс согласно расчетам Robert A. Braeunig.

Расчеты были проверены и они указывают на следующие ошибки Robert A. Braeunig:

1) Роберт использовал значения гравитационной постоянной и массы Земли времен 60-ых прошлого века.

В настоящих расчетах использованы современные данные. Гравитационная постоянная равна 6,67384E-11; масса Земли равна 5,9736E+24. Расчеты скорости и расстояния от ЗемлиАполлон 11 стали немного отличаться от расчета Роберта, однако они оказались точнее опубликованных данных в 2009 году PAO NASA (служба связи с общественностью НАСА).

2) Robert A. Braeunig заявляет, что остальные траектории Аполлонов типичны траектории Аполлон 11.

Давайте рассмотрим точки выхода Аполлонов на транслунную орбиту (сокр. - TLI) по документам НАСА. Мы видим и имеем разное положение относительно географического (геомагнитного) экватора и имеем разную - восходящую или нисходящую траекторию относительно экватора. Это проиллюстрировано ниже.

Илл. 2. Проекция орбиты ожидания Аполлонов на поверхность Земли: желтыми точками указаны выходы на траекторию полета к Луне TLI для Аполлон 8, Аполлон 10, Аполлон 11,Аполлон 12, Аполлон 13, Аполлон 14, Аполлон 15, Аполлон 16 и Аполлон 17, красной линией указана траектория орбиты ожидания, красными стрелками указано направление движения.

Илл. 2 показывает, что выход на транслунную траекторию разный на плоской карте Земли:

- для Аполлон 14 ниже географического экватора с приближением к нему под углом около 20 градусов,

- для Аполлон 11 выше географического экватора с удалением от него под углом около 15 градусов,

 -для Аполлон 15 выше географического экватора под углом около нуля градусов,

- для Аполлон 17 выше географического экватора с приближением к нему под углом около -30 градусов.

Это значит, что на транслунной траектории одни Аполлоны пройдут выше географического экватора, другие ниже. Очевидно, это положение справедливо для геомагнитного экватора.

Были сделаны расчеты для всех Аполлонов по шагам Роберта. Действительно, Аполлон 11 проходит выше протонного радиационного пояса и летит сквозь электронный РПЗ. Но через протонную сердцевину радиационного пояса проходят Аполлон 14 и Аполлон 17.

Ниже представлена иллюстрация траектории движения для Аполлон 11, Аполлон 14, Аполлон 15 и Аполлон 17 относительно геомагнитного экватора.

Илл. 3. Траектории движения Аполлон 11, Аполлон 14, Аполлон 15 и Аполлон 17 относительно геомагнитного экватора, так же указан внутренний протонный радиационный пояс. Звёздами указаны официальные данные для Аполлон 14.

Илл. 3 показывает, что на транслунной траектории Аполлон 14 и Аполлон 17 (также миссииАполлон 10 и Аполлон 16 из-за близких параметров TLI к А-14) проходят через опасный для человека радиационный протонный пояс.

Аполлон 8, Аполлон 12, Аполлон 15 и Аполлон 17 проходят через сердцевину электронного радиационного пояса.

Аполлон 11 так же проходит через электронный радиационный пояс Земли, но в меньшей степени, чем Аполлон 8, Аполлон 12 и Аполлон 15.

Аполлон 13 в наименьшей степени пребывает в радиационном поясе Земли.

Robert A. Braeunig мог просчитать траектории для других Аполлонов, как положено для человека с научной школой. Однако, в своей статьей он ограничился Аполлон 11 и назвал остальные траектории Аполлонов типичными! На популярном YouTube были размещены видео:

Для истории это значит обман и осознанное введение в заблуждение пользователей Глобальной Сети.

Кроме этого, можно было открыть архивы НАСА и поискать отчеты по траектории Аполлонов. Пусть даже будет всего несколько координат.

Официальный отчет по траектории Аполлон 14 (стр. 12, табл. 1. траектория полета) указывает две координаты космического аппарата на TLI перед южной частью протонного радиационного пояса Ван Алена и через 28 минут уже с северной его стороны или пересечение по диагонали снизу вверх РПЗ (см. илл. 3 - алая кривая).

Для Аполлон 17 - Apollo 17 Mission Report (стр. 3-4, табл. 3-III, параметры орбиты) - указаны две координаты космического аппарата на TLI перед протонным радиационным поясом Ван Алена и после него уже с южной стороны или пересечение сверху вниз РПЗ (см. илл. 3 - красная кривая).

3) При переходе от географических к геомагнитным координатам Robert A. Braeunig делает очередную ошибку.

Это видно из иллюстрации ниже.

Илл. 4. Наложение двух графиков - траектория относительно географического и геомагнитного экватора для Аполлон-11 по расчетам Robert A. Braeunig. Проекции на географическую и геомагнитную ось изменились, а проекция на геомагнитный экватор осталась прежней (географической). Проекция первой точки выполнена с ошибкой.

Это школьные знания - если делается проекция на новую систему координат с некоторым углом поворота, то изменяется положение всех точек. У Роберта первая точка осталась неизменной по X и Y, координаты остальных точек по X то же неизменные.

Данная ошибка была исправлена в настоящих расчетах. Это приводит к тому, что космический аппарат (КА) проходит радиационный пояс Земли (РПЗ) на 25-40% дольше, чем по расчетам Роберта. Соответственно, экипаж КА получает больше дозы радиационного облучения.

4) Робертом не правильно определены обратные траектории полетов к Земле.

Задача трех тел до сих пор не решена. По этой причине на транслунной и обратной траектории используют несколько коррекций курса космического аппарата. Главную коррекцию производят вблизи точки Лагранжа Земля-Луна, где уравновешено гравитационное поле Земли и Луны и скорость космического аппарата минимальная. В этой области небольшим дополнительным реактивным импульсом легко изменить курс. Такие корректировки неоднократно производили Аполлоны, как при полете к Луне, так и при возвращении на Землю. Кроме этого, существует коррекция курса для выхода на орбиту Луны. Другие коррекции... Ясно, что без данных координат коррекции курса, определение обратной траектории и определение прохождения радиационного пояса невозможны.

Кратко, обратные траектории к Земле не могут соответствовать антисимметричной транслунной траектории TLI.

5) При возвращении с Луны Robert A. Braeunig описывает выход космического аппарата на орбиту Земли, см. илл. 5.

Илл. 5. Траектория возвращения Аполлон-11 на орбиту Земли.

Выход на орбиту Земли по иллюстрации 5 означает гравитационное искривление траектории полета и уходу со второй космической скоростью на орбиту с апогеем около 380 000 км. Правильно, когда при возвращении на Землю КА не скользит по околоземной орбите, а падает под углом 20-30 градусов со второй космической скоростью на поверхность Земли.

По легенде НАСА так и происходит. На это указывают данные положения КА на высоте ~180 км и их приводнения.

По этим данным можно определить курсовой угол КА и определить траекторию Аполлонов при прохождении внутреннего радиационного пояса.

Ниже на илл. 6 показан курс траектории приводнения Аполлонов на поверхность Земли, использованы данные НАСА - Entry, Splashdown, and Recovery.

Илл. 6. Возвращение Аполлонов (первая точка, 180 км над Землей) и приводнение на Земле (вторая точка). Для Аполлон 12 и Аполлон 15 первая точка на высоте 3,6 тыс. км. Красной кривой обозначен геомагнитный экватор.

Из илл. 6 важно отметить, что Аполлон 12 и Аполлон 15 при возвращении на Землю пройдут внутренний радиационный пояс Ван Алена.

Официальный отчет по траектории Аполлон 12 (стр. B-2, табл. B-1, параметры орбиты) указывает координаты при возвращении на Землю до и после внутреннего РПЗ. Аполлон 12проходит через протонный радиационный пояс Ван Алена. Зная скорость и координаты КА, определяем, что экипаж КА протонный пояс Земли пересекает за 340 сек.

Для Аполлон 15 из официального отчета табл. 3-III, параметры орбиты указаны две координаты на высоте 180 км и 3611 км, соответственно, положения командного модуля в радиационном поясе Ван Алена и после его прохождения. Высокоэнергичный протонный пояс экипаж Аполлон 15 пересекает за 320 секунд.

6) Robert A. Braeunig приводит иллюстрацию устаревшего радиационного пояса Земли, соответствующего модели спокойного солнца 60-ых годов, см. илл. 7.

Илл. 7. Схематическое изображение радиационного пояса Ван Алена (1976 г.), используемое Robert A. Braeunig.

На илл. 7 показана модель Ван Алена (1976 г.). На смену ей пришла модель AP-8 min (1995 г.), которая расширила высокоэнергетичную часть радиационного пояса Земли в несколько раз. В настоящее время признана модель AD2005 (2007-2012 г.), которая к модели AP-8 min увеличивает концентрацию протонов с энергией 100-400 Мэв в 6-10 раз. Подобные картинки, как илл. 7, НАСА размещает в архиве и использует для школьного самообразования.

Ниже приведена современная модель радиационного пояса Земли.

 Илл. 8. Радиационный пояс Земли. Модель 2010 года.

Все полеты пилотируемых КА проходят под радиационным поясом на высоте 200-400 км. Радиационный пояс Земли выполняет роль ловушки для электронов и протонов солнечного ветра, защищая атмосферу Земли и экипажи орбитальных станций от радиационного облучения.

Для сравнения, флюенс протонов в РПЗ на порядок выше, чем в мощном протонно-солнечном событии от 4-11 августа 1972 года. Потоки протонов и электронов в РПЗ отличаются от солнечного ветра тем, что каждый протон (электрон) вращается вдоль силовой линии магнитного поля Земли, при энергии 10 МэВ - с радиусом ~100 (10) км и периодом ~10-3 (10-6) с, доходит до зеркала магнитного поля, отражается и двигается в противоположном направлении, периоды колебаний между парой зеркальных точек РПЗ составляют десятую долю секунды (секунду). Радиационный пояс Земли – это множество протонных и электронных смерчей с противоположными направлениями, которые дрейфуют, сталкиваются, взаимодействуют с внешними корональными дырами и плотностью протонов в миллион раз больше, чем в солнечном ветре.

В годы активного Солнца РПЗ расширяется в несколько раз. В эпоху максимума солнечной активности дозы радиации, создаваемые электронным поясом, возрастают в 4-7 раза. Напомним, что миссия Apollo приходилась на момент пика 11-летней солнечной активности.

7) Роберт не обсуждает особенности и состояние Солнца перед полетом и во время полета Аполлонов.

При солнечно-протонных событиях, корональных выбросах протонов и электронов, солнечных вспышках, магнитных бурях и сезонной вариации флюенсы частиц РПЗ увеличиваются на несколько порядков и могут сохраняться больше полугода.

На илл. 10 показаны радиальные профили радиационных поясов для протонов с Ер=20-80 МэВ и электронов с Ее>15 МэВ, построенные по данным измерений на ИСЗ CRRES до внезапного импульса геомагнитного поля 24 марта 1991 г. (день 80), через шесть дней после образования нового пояса (день 86) и через 177 дней (день 257).

Видно, что потоки протонов расширились более чем в два раза, а потоки электронов с Ее>15 МэВ превысили спокойный уровень более чем на два порядка. В дальнейшем они регистрировались до середины 1993 г.

Для экипажа КА при полете на Луну это означает увеличение прохождения протонного РПЗ в 3-4 раза и увеличение дозы радиации от электронов в 10-100 раз.

Первому облёту Луны с человеком на борту, миссия Аполлона 8, предшествовал мощный магнитный шторм за два месяца, 30-31 октября 1968 гг.. Аполлон 8 проходит расширенный радиационный пояс Земли. Это равносильно многократному увеличению дозы радиации, тем более по сравнению с дозами экипажей КА на опорной орбите Земли. НАСА заявило дляАполлон 8 дозу 0,026 рад/сут, что в пять раз меньше дозы на орбитальной станции "Скайлэб" 1973-1974, соответствующих годам спада активности Солнца.

27 января 1971 г. за несколько дней до стартаАполлона 14 началась умеренная магнитная буря, перешедшая в малую бурю 31 января, которую вызвала солнечная вспышка в направлении к Земле 24.01.1971 гг.. При полете на Луну повышение уровня радиации можно было ожидать в 10-100 раз от средних значений.Аполлон 14 проходит через протонный радиационный пояс. Дозы будут огромными! НАСА заявило для Аполлон 14 дозу 0,127 рад/сут, что меньше дозы на орбитальной станции "Скайлэб 4" (1973-1974).

Аполлон 15 во время своей миссии на Луну находился в хвосте магнитосферы Земли несколько суток. Никакой магнитной защиты от электронов не было. Потоки электронов составляют несколько сот джоулей на квадратный метр за сутки. Сталкиваясь с обшивкой КА, они рождают жесткое рентгеновкое излучение. Из-за электронной рентгеновской составляющей дозы радиации составят десятки рад (с учетом высокоэнергичных электронов, данные которых до сих пор отсутствуют, дозы увеличивают). При возвращении на ЗемлюАполлон 15 проходит внутренний радиационный пояс. Суммарная доза радиации огромная. НАСА заявлено 0,024 рад/сут.

Аполлону 17 (последняя высадка на Луну) до старта предшествовало три мощных магнитных шторма: 1) 17-19 июня, 2) 4-8 августа после мощного солнечно-протонного события, 3) с 31 октября по 1 ноября 1972 гг.. Траектория Аполлон 17 проходит через протонный радиационный пояс. Это смертельно опасно для человека! НАСА заявляет дозу радиации 0,044 рад/сут, что в три раза меньше меньше дозы на орбитальной станции "Скайлэб 4" (1973-1974).

8) Для оценки дозы радиации Robert A. Braeunig пренебрегает опасным для человека протонным вкладом радиационного пояса Ван Алена и использует неполные данные электронного радиационного пояса.

Для оценки дозы радиации Роберт использует неполные данные VARB, илл. 11.

Илл. 11. Дозы радиации в поясе Ван Алена и траектория Аполлон 11 по Robert A. Braeunig.

Из илл. 11 видно, что часть траектории Аполлон 11 проходит выше недостающей данных РПЗ, погрешность дозы радиации составляет почти порядок. По такой картинке нельзя оценить дозы радиации!

Кроме этого, данная иллюстрация касается только электронного радиационного пояса. Это видно из илл. 12.

Илл. 12. Дозы радиации в поясе Ван Алена от электронной составляющей (1990-1991 г.).

Нужно отметить, что иллюстрации 11 и 12 аналогичны флюенсу электронов с энергией 1 Мэв в радиационном поясе Ван Алена по НАСА - The Van Allen Belts.

Илл. 13. Профиль электронов относительно геомагнитного экватора по НАСА.

Тогда, на основе данной иллюстрации можно восстановить картину дозы радиации для электронного РПЗ.

Илл. 14. Дозы радиации в электронном радиационном поясе Земли и траектория Аполлон 11, Аполлон 14, Аполлон 15 и Аполлон 17.

Илл. 14 аналогичная ил. 12, разница в полных данных электронного РПЗ.

Согласно илл. 14, Аполлон 11 проходит уровень радиации 7,00Е-3 рад/сек за 50 минут. Суммарная доза составит D=7,00Е-3*50*60=21,0 рад. Это почти в 1,8 раз больше, чем указано в статье Роберта. При этом мы только рассматриваем дозу на транслунной траектории и не учитываем обратное прохождение электронного РПЗ.

Учетом вклада протонного радиационного пояса пренебрежено в статье Robert A. Braeunig. Нет данных радиационной опасности! А ведь вклад протонного РПЗ в поглощенную дозу радиации может быть на порядок больше и опасный для человека.

По какой причине автор, который рассчитывает транслунную траекторию Аполлон 11 и является авторитетом, не замечает главного? По одной причине - для невежественного читателя, ибо обыватель доверяет авторитетному источнику и не важно, что автор мошенничает в пользу аферы.

9) Роберт неправильно обсуждает радиационную защиту Аполлонов.

ПРОТОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ РАДИАЦИОННОГО ПОЯСА ЗЕМЛИ

Согласно радиационной физике 100-Мэвные протоны прошивают насквозь командный модуль Аполлонов. Чтобы уменьшить поток в два раза, не полностью, а только в 1/2, нужна толщина из алюминия 3,63 см. Для ясности, 3,63 см - это высота всего выделенного данного абзаца! В космонавтике есть научный термин - толщина защиты КА. Если считать, что весь корпус алюминиевый, тогда у КМ Аполлонов толщина составляла 2,78 см (без последних двух строчек). Это значит, что более половины протонов проникают в КА и вызывают радиационное облучение человека. На самом деле толщина Al корпуса командного модуля меньше, в основном 80% резина и теплоизолятор. Толщина защиты этих материалов ~7,5 г/см2, такая же как у Al. Отличие заключается в том, что длина пробега протонов увеличивается во много раз...

Мы рассматриваем, что корпус алюминиевый толщиной 2,78 см.

Илл. 15. График зависимостей поглощенной дозы от длины пробега протона с энергией 100 МэВ с учётом пика Брэгга для протонов через внешнюю защиту 7,5 г/см2 и биологическую ткань. Величина дозы приведена в расчете на одну частицу.

Кроме протонов, потоки электронов сталкиваются с металлом КА и фонят в виде высокопроникающего жесткого рентгеновского излучения.

Чтобы полностью погасить протонное и рентгеновское излучение нужны экраны из свинца толщиной 2 сантиметра. Аполлоны не имели таких экранов. Единственным объектом на борту КА, который почти полностью поглощает 100-Мэвные протоны и рентгеновское излучение, есть человек.

Вместо данного обсуждения Robert A. Braeunig приводит иллюстрацию для невежественного обывателя - флюенс 1 Мэв протонов (илл. 16).

Флюенс 1 Мэв протонных в поясе Ван Алена по НАСА. Жми, чтобы увеличить.

Илл. 16. Флюенс 1 Мэв протонных в поясе Ван Алена по НАСА. Жми, чтобы увеличить.

С точки зрения радиационной физики 1 Мэв и 10 Мэв протоны для космического аппарата то же, что слона чесать спичкой. Это показано в табл. 1.

Таблица 1.

Из таблицы видим, что пробег протонов с энергией 1 Мэв в Al составляет 0,013 мм. 13 микрон, это в четыре раза тоньше человеческого волоса! Для человека без одежды такие потоки не имеют никакой опасности.

Основной вклад в радиационное облучение РПЗ вносят протоны с энергией 40-400 Мэв. Соответственно, правильно приводить данные по этим профилям.

Усредненные по времени профили плотности потоков протонов и электронов

Илл. 17. Усредненные по времени профили плотности потоков протонов и электронов в плоскости геомагнитного экватора по модели AP2005 (цифры у кривых соответствуют нижнему пределу энергии частиц в МэВ).

Илл. 17 позволяет рассчитать дозы радиации.

На пальцах так. Для протонов с энергией 100 Мэв интенсивность потока составляет 5·104см-2с-1. Это соответствует потоку радиационной энергии 0,0064 Дж/м2с1.

Поглощенная доза (D) - основная дозиметрическая величина, равна отношению переданной энергии E ионизирующим излучением веществу с массой m:

D = E/m , единица Грей=Дж/кг,

через ионизационные потери излучения поглощенная доза за единицу времени равна:

D = n/p · dE/dx = n · E / L, единица Грей=Дж/(кг·сек),

где n - плотность потока излучения (частиц/м2с1); p - плотность вещества; dE/dx - ионизационные потери; L - длина пробега частицы с энергией E в биологической ткани (кг/м2).

Для человека получаем мощность поглощаемой дозы равна:

D = (1/2)·(6)·(5·104 см-2с-1)·(45 Мэв/(1,843 г/см2)), Гр/сек

множитель 1/2 - уменьшение интенсивности на половину после прохождения защиты командного модуля Аполлонов;

множитель 6 - степени свободы протонов в РПЗ - движение вверх, вниз, влево, вперед, назад и вращение вокруг осей;

множитель 1,843 г/см2 - пробег протонов с энергией 45 Мэв в биологической ткани после потери энергии в корпусе командного модуля.

Переведем все единицы к СИ, получим

D=0,00059 Грей/сек или 0,059 рад/сек, (здесь 1 Грей = 100 рад).

Такой же расчет проводят для протонов с энергией 40, 60, 80, 200 и 400 Мэв. Остальные потоки протонов дают малый вклад. И складывают. Поглощенная доза радиации увеличится в несколько раз и равна 0,31 рад/сек.

Для сравнения: за 1 секунду пребывания в протонном РПЗ экипаж Аполлонов получает дозу радиации 0,31 рад. За 10 сек - 3,1 рад, за 100 сек - 31 рад... НАСА же заявило для экипажей Аполлонов за все время полета и возвращения на Землю среднюю дозу радиации 0,46 рад.

Для оценки опасности излучения для здоровья человека вводится эквивалентная доза радиации Н, равная произведению поглощенной дозы Dr, созданной облучением - r , на весовой множитель wr (называемый - коэффициент качества излучения).

Н=∑wrDr

Единицей измерения эквивалентной дозы является Джоуль на килограмм. Она имеет специальное наименование Зиверт (Зв) и бэр (1 Зв = 100 бэр).

Для электронов и рентгеновского излучения коэффициент качества равен единице, для протонов с энергией 10-400 Мэв принимается 2-14 (определен на тонких пленках биологической ткани). Такой коэффициент связан с тем, что протон передает разную часть энергии электронам вещества, чем меньше энергия протона, тем выше передача энергии и выше коэффициент качества. Мы берем среднее w=5, так как человек полностью поглощает излучение и основная передача энергии происходит в пике Брэгга, за исключением высокоэнергичной части протонов.

В итоге получаем, мощность эквивалентной дозы радиации для протонов с энергией 40-400 Мэв в РПЗ

Н = 1,55 бэр/сек.

Более точный расчет мощности эквивалентной доза радиации дает меньшее значение:

Н=0,2∑wrnrErexp(-Lz/Lzr - Lp/Lpr), Зв/сек,

где wr - коэффициент качества излучения; nr - плотность потока излучения (частиц/м2с1); Er - энергия частиц излучения (Дж); Lz - толщина защиты (г/см2); Lzr - длина пробега частицы с энергией Er в защищающем материале z (г/см2); Lp - глубина внутренних органов человека (г/см2); Lpr - длина пробега частицы с энергией Er в биологической ткани (г/см2). Данная формула даёт среднее значение дозы радиации с ошибкой ¹25% (более точный расчет по Монте-Карло на много порядков энерго-интеллектуально затратный даст ошибку ¹10%, что связано с распределением пробегов протонов по Гауссу).

Множитель 0,2 перед знаком суммирования имеет размерность м2/кг и представляет собой обратное значение средней эффективной толщины биологической защиты человека в РПЗ. Грубо, данный множитель равен площади поверхности биологического объекта, деленная на шестую часть массы.

Знак суммирования означает, что эквивалентная доза радиации складывается из радиационных эффектов для всех видов излучения, которым подвержен человек.

Плотность потока nr и энергия частиц Er берутся из данных радиационного излучения.

Длины пробегов частицы с энергией Er в защищающем материале Lzr (г/см2) берут из ГОСТ РД 50-25645.206-84.

Из данной формулы можно рассчитать мощность эквивалентной дозы радиации для внутренних органов на глубине 1 см, которые получает астронавт при прохождении внутреннего протонного РПЗ, находясь в командном модуле Apollo:

для протонов с энергией 40 Мэв - 0,011 бэр/сек;

для протонов с энергией 60 Мэв - 0,097 бэр/сек;

для протонов с энергией 80 Мэв - 0,21 бэр/сек;

для протонов с энергией 100 Мэв - 0,26 бэр/сек;

для протонов с энергией 200 Мэв - 0,37 бэр/сек;

для протонов с энергией 400 Мэв - 0,18 бэр/сек.

Дозы радиации складывают. ИТОГО: H=1,12 бэр/сек.

Для сравнения 1,12 бэр/сек - это 56 процедур рентгенографии грудной клетки или пять процедур компьютерной томографии головы, которые сжаты в одну секунду; соответствует зоне очень опасного заражения при ядерном взрыве и на порядок больше природного фона на поверхности Земли за один год.

Аполлон 10 на транслунной траектории проходит через внутренний РПЗ за 60 секунд. Доза радиации равна H=1,12·60=67,2 бэр.

Аполлон 12 при возвращении на Землю проходит через внутренний РПЗ за 340 сек. H=1,12·340=380,8 бэр.

Аполлон 14 на транслунной траектории проходит через внутренний РПЗ за 7 минут. H=1,12·7·60=470,4 бэр.

Аполлон 15 при возвращении на Землю проходит через внутренний РПЗ за 320 сек. H=1,12·320=358,4 бэр.

Аполлон 16 на транслунной траектории проходит через внутренний РПЗ за 60 секунд. H=1,12·60=67,2 бэр.

Аполлон 17 проходит через внутренний РПЗ за 9 минут. H=1,12·9·60=641,1 бэр.

Данные дозы радиации получены из усредненного значения профилей протонов в РПЗ. ДляАполлон 14 предшествовала умеренная магнитная буря за несколько дней, для Аполлон 17 за три месяца до старта предшествовало три магнитных бури. Соответственно, дозы радиации увеличивают, для Аполлон 14 в 3-4 раза, для Аполлон 17 в 1,5-2 раза.

ЭЛЕКТРОННАЯ СОСТАВЛЯЮЩАЯ РАДИАЦИОННОГО ПОЯСА ЗЕМЛИ

Табл. 2. Характеристика электронной составляющей РПЗ, эффективный пробег электронов в Al, время пролета РПЗ Аполлонами к Луне и при возвращении на Землю, отношение удельных радиационных и ионизационных потерь энергии, коэффициенты поглощения рентгеновских лучей для Al и воды, эквивалентная и поглощенная доза радиации*.

Для Аполлонов, которые проходят дважды электронный РПЗ, средняя доза радиации составит 20-35 бэр.

Аполлон 13 и Аполлон 16 выполняют миссию весной и осенью, когда флюенсы электронов в РПЗ увеличены в 2-3 раза от средних (в 5-6 раз от зимних). Т.о., для Аполлон 13 доза радиации составит ~ 55 бэр. Для Аполлон 16 составит ~ 40 бэр.

Илл. 18. Временной ход проинтегрированных за пролет спутника ГЛОНАСС через радиационный пояс потоков электронов с энергией 0.8-1.2 МэВ (флюенсов) за период с июня 1994 г. по июль 1996 г. Приведены также индексы геомагнитной активности: суточный Кр- индекс и Dst-вариация. Жирные линии – сглаженные значения флюенсов и Кр-индекса.

Аполлон 8, Аполлон 14 и Аполлон 17 предшествовали магнитные бури перед их миссиями. Электронная составляющая РПЗ расширится в 5-20 раз. Для этих миссий доза радиации от электронов РПЗ увеличится, соответственно, в 4, 10 и 7 раз.

Илл. 19. Изменение профилей интенсивности электронов с энергией 290-690 кэВ до и после магнитной бури для различных моментов времени на оболочках радиационного пояса Земли от 1,5 до 2,5. Цифрами у кривых обозначено время в сутках, прошедшее после инжекции электронов.

И только для Аполлон 11 можно отметить уменьшение дозы радиации из-за летней миссии в 2-3 раза или 10 бэр.

СУММАРНЫЕ ЭКВИВАЛЕНТНЫЕ ДОЗЫ РАДИАЦИИ ПРИ ПОЛЕТЕ НА ЛУНУ ПО НАСА

Дозы радиации протонного и электронного РПЗ складывают. В табл. 3 приведены суммарные дозы радиации для Аполлонов с учетом особенностей РПЗ.

Табл. 3. Миссия Аполлонов, особенности РПЗ и эквивалентные дозы радиации*.

*Прим. - пренебрежено дозой радиации солнечного ветра (0,2-0,9 бэр/сутки), рентгеновского излучения (в скафандре Apollo 1,1-1,5 бэр/сутки) и ГКЛ (0,1-0,2 бэр/сутки).

В таблице 4 приводятся значения эквивалентной дозы радиации, приводящих к возникновению определённых радиационных эффектов.

Таблица 4. Таблица радиационных рисков при однократном облучении:

Таким образом, прохождение радиационного пояса Земли по схеме и официальным отчетам НАСА с учетом магнитных бурь и сезонной вариации РПЗ, приводит к радиационным заболеваниям с летальным исходом для экипажей Аполлон 14 и Аполлон 17. Для астронавтов Аполлон 12 и Аполлон 15 отмечается ожог кожи 100% в дальнейшем развитии катаракты и стерильности семенников. Для других миссий Аполлонов радиационный эффект приводит к онкологическим заболеваниям. В целом дозы радиации в 56-2000 раз выше тех значений, которые заявлены в официальном докладе НАСА!

Илл. 20. Результат воздействия радиации. Хиросима и Нагасаки.

Это противоречит НАСА, в частности, итогами полета Аполлон 14 было:

1) продемонстрирована отличная физическая подготовка и высокая квалификация астронавтов, в частности — физическая выносливость Шепарда, которому на момент полёта было 47 лет;

2) никаких болезненных явлений у астронавтов не наблюдалось;

3) Шепард прибавил в весе полкилограмма (первый случай в истории американской пилотируемой космонавтики);

4) за время полёта астронавты ни разу не принимали медикаментов...

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

НАСА чужими руками Robert A. Braeunig создает свой положительный имидж - мол Аполлоны облетели радиационный пояс Земли, как Аполлон 11, используя прием подмены или Джельсомино в стране лжецов. При внимательном рассмотрении работы Robert A. Braeunig были найдены ошибки, которые ничем, как умышленным искривлением фактов назвать нельзя. Даже для Аполлон 11 доза радиации в 56 раз выше, чем официально заявлено.

В таблице 5 приведены суммарные и суточные дозы радиации пилотируемых полётов на космических кораблях и данные с орбитальных станций.

Таблица 5. Суммарные и суточные дозы радиации пилотируемых полётов на космических кораблях и на орбитальных станциях.

Можно отметить, что дозы радиации Аполлон 0,022-0,114 рад/сут, получаемые астронавтами якобы при полёте на Луну, не отличаются от доз радиации 0,010-0,153 рад/сут при орбитальных полетах. Влияние радиационного пояса Земли (его сезонного характера, магнитных бурь и особенностей солнечной активности) равно нулю. В то время как при реальном полете на Луну по схеме НАСА дозы радиации вызывают в 50-500 раз больший эффект, чем на орбите Земли.

Можно так же отметить, что наиболее низкий радиационный эффект 0,010—0,020 рад/сут наблюдаются для орбитальной станции "МКС", имеющей эффективную защиту в два раза выше Аполлонов - 15 г/см2 и находящейся на низкой опорной орбите Земли. Наиболее высокие дозы радиации 0,099—0,153 рад/сут отмечены для ОС "Скайлэб", имеющий такую же защиту, как у Аполлонов - 7,5 г/см2, и осуществлявших полёт на высокой опорной орбите 480 км вблизи радиационного пояса Ван Алена.

Т.о., Аполлоны не летали на Луну, они кружили на низкой опорной орбите, находясь под защитой магнитосферы Земли, имитируя полёт к Луне, и получили дозы радиации обычного орбитального полёта.

Ошибка НАСА конца 60-ых годов прошлого века состоит в новом современном понимании радиационного пояса Земли, которое 

1) на два порядка увеличивает его радиационную опасность для человека,

2) вводит сезонную зависимость и

3) вводит высокую зависимость от магнитных бурь и солнечной активности.

Работа полезна для определения безопасных условий и траектории полета человека к Луне.

Источник: https://rgdn.info/byli_li_amer...