Астронавты при полетах на Луну и Марс дважды пролетают зоны Ван Аллена – при полете туда и обратно.

В главе «Часть 2. Расчеты делает автор, Александр Матанцев. Время пролета зон Ван Аллена» было указано, что среднее время пролета внутренней зоны Ван Аллена при второй космической скорости КА в 11,2 км, составляет, в среднем 803 сек, а время пролета внешней зоны Ван Алена, в среднем – за 3571 секунду.

Графики на рис. 32 по дозам облучения при полете на спутнике ГЛОНАСС на высоте около 19 тысяч километров как нельзя лучше подходят для полсчета дозы облучения, получаемой астронавтами. Во-первых, эти графики учитывают как внутреннюю, так и внешнюю зоны Ван Аллена. Во-вторых, они получены при реальной активности Солнца. Из этого графика видно, что электроны внешней зоны оказывают в несколько сотен и тысяч раз большее воздействие, чем протоны внутренней зоны.

Поэтому, учитываем воздействие внешней зоны и в графиках на рис. 32 можно использовать суммарную дозу, близкую к получаемой дозе от электронов внешней зоны. Время берем удвоенное, т.е. с учетом пролета туда и обратно, оно равно, примерно, 2 часам.

Тогда доза облучения астронавта за 2 часа составит:

– для минимальной защиты 0,1г/см^>2, как в первых американских скафандрах; суммарная доза составляет 1200000 рад за год, или 1200000 Р (рентген) за год, или 100000 Р за месяц, или 3333Р за сутки, или 278 Р за 2 часа; из таблиц на рис. 21 и рис. 22 видим, что при этом возможна острая лучевая болезнь и смертность составляет 50%;

– для улучшенной защитой американского скафандра в 0,2г/см^>2 суммарная доза составляет 4х10^>5 рад за год или 400000 Р (рентген) за год, или 33333 Р за месяц, или 1111Р за сутки, и 93 Р за 2 часа; из таблиц находим, что при такой дозе происходит начало развития лучевой болезни;

– для улучшенной защитой советского скафандра «Кречет» в 0,324г/см^>2, суммарная доза составляет 1,2х10^>5 рад за год или 120000 Р (рентген) за год, или 10000 Р за месяц, или 333Р за сутки, и 28 Р за 2 часа, при этом возможно незначительное изменение состава крови;

– внутри КА с минимальной толщиной стенок в 1 г/см^>2, это, примерно, 0,5 см толщины защиты; суммарная доза составляет 10^>4 рад за год или 10000 Р (рентген) за год, или 833 Р за месяц, или 28Р за сутки, и 2,3 Р за 2 часа, что вполне допустимо;

– внутри КА с толщиной стенок в 2 г/см^>2, это, примерно, 1 см толщины защиты; суммарная доза составляет 2х10^>3 рад за год или 2000 Р (рентген) за год, или 167 Р за месяц, или 5,6Р за сутки и 0,47 Р за 2 часа, что вполне допустимо.

Рис. 33

Рис. 33. Составил автор, Александр Матанцев. Зависимость дозы облучения астронавта при прохождении зон Ван Аллена от толщины защиты

Автор, Александр Матанцев, по результатам исследований построил график зависимости толщины защиты в полете через зоны Ван Аллена – рис. 33. Из этого графика видно, что для допустимой дозы менее 25 Р, толщина защиты должна быть больше 0,4 г/см^>2, или, примерно, 0,2 см защиты.

В случае отклонения траектории вхождения в зоны Ван Аллена от перпендикулярного направления на угол 10 градусов во все значения, вводится коэффициент 0,9 – 0,9.

В случае отклонения траектории вхождения в зоны Ван Аллена от перпендикулярного направления на угол 20 градусов во все значения, вводится коэффициент 0,85 – 0,8.

В случае отклонения траектории вхождения в зоны Ван Аллена от перпендикулярного направления на угол 30 градусов во все значения, вводится коэффициент 0,6 – 0,7.

Следует при этом иметь в виду, что увеличение угла приводит к росту потребления топлива.