鐘建業(yè)　劉峭麗

宇宙輻射是宇航員在空間飛行中，無法避免的問題之一，也是他們所遇到的最危險的一個問題。

宇航員在低地球軌道會遇到各種不同形式的宇宙輻射，其強度都比在地球上要高50倍。美國航天飛機及俄羅斯的“和平號”空間站的全體人員所遭受的強烈輻射，包括中子、電磁輻射(X射線和γ射線)和諸如其它元素的質(zhì)子、原子核之類的各種帶電粒子的輻射。也許帶電粒子由于其獨特的貫穿特性而最難以對付，但所有宇宙輻射都會在生物的細胞和組織里引起病態(tài)變化。所以，在軌道飛行任務(wù)中輻射危害還不是主要問題，國際空間站和未來的火星飛行任務(wù)中的全體人員，可能會受到巨大的放射生物學(xué)方面的危害。

宇宙空間的輻射環(huán)境

1.太陽粒子活動和太陽宇宙射線產(chǎn)生的輻射主要由太陽風(fēng)暴期間釋放出的帶電粒子云構(gòu)成，這種輻射是所有輻射類型中最難以預(yù)測的。例如，太陽粒子活動能產(chǎn)生高流量的電子和質(zhì)子，偶爾還能產(chǎn)生一些較重的離子，有時可保持數(shù)天。

2.銀河系的宇宙輻射這些輻射來自太陽系以外，由能量非常高的帶電粒子構(gòu)成。它們與星際磁場相互作用，因此，在太陽活動期流量增加。對這類輻射采取結(jié)構(gòu)性防護是完全無效的。

3.地磁俘獲的輻射這類輻射主要由質(zhì)子構(gòu)成，貫穿力相當(dāng)?shù)?，穿不透宇宙飛船的殼體，也穿不透防護層。這種輻射高度集中在南大西洋上空。

幸運的是,地球上的人受到了兩重保護，從而可避免上述輻射的傷害。外保護層被稱為范·艾倫粒子帶，它是由質(zhì)子和電子所形成的高能粒子區(qū)域。這些質(zhì)子和電子由地球磁場俘獲，然后隨力的作用線來回地盤旋升降。

大氣層是第二個保護層。它的外層是電離層,可將一些粒子輻射反射回宇宙空間，其里面一層或俘獲一些粒子，或通過與氣體原子相碰撞，減弱了它們的能量。

宇航員的輻射限量

無論何人受到的輻射量都是有限制的，否則就會危及生命安全。生活在地球上的人年平均輻射劑量大約為2.5毫希沃特（劑量當(dāng)量的單位）。地球上職業(yè)性地暴露在輻射環(huán)境的人所受到的年輻射限量為20～50毫希沃特。美國宇航局所規(guī)定的空間飛行的年最大輻射限量為500毫希沃特。美國航天局所規(guī)定的不同年齡和性別的人的職業(yè)性輻射限量為1～4希沃特。研究表明：宇航員在“和平號”空間站上度過6個月所受到的輻射量為150毫希沃特。

前蘇聯(lián)的標準規(guī)定：宇航員一年所受的輻射量在0.665希沃特以內(nèi)，但每三年不能超過1.625希沃特。

雖然美國航天醫(yī)學(xué)科學(xué)委員會已提出過輻射限量，或許人們會認為，為宇航員所制定的輻射標準比核工廠的工人所受的最大輻射值還要大。但是，由于微重力和銀河系的長期宇宙輻射所產(chǎn)生的影響目前還弄不清，恐怕這個輻射限量還會被突破。

對宇航員造成的生物學(xué)方面的危害

輻射到人體組織里的能量，將引起人體細胞或脫氧核糖酸的微觀變化。這種分子的損害可能造成病變，而這種病變最終不僅可能引起活性細胞的減少和變異，甚至可能改變遺傳因子。如果輻射不是太嚴重，那么新細胞的生成通?？梢詮浹a損失，但對神經(jīng)系統(tǒng)的細胞來說就不是這樣了。長期輻射，例如像未來的火星乘員所要經(jīng)歷的情況，可能使宇航員因身體受到損害而無法恢復(fù)。

空間飛行所遇到的另一個危害領(lǐng)域被稱為EVA，是由高能粒子引起的。在受其侵襲期間，通常由各種材料和宇宙飛船的壁所提供的有效保護是不夠的，即使是在很短的時間內(nèi)宇航員也會受到損害。因此，必須對遭受高能粒子襲擊的宇航員，在生物學(xué)方面引起的損害進行評估。

俄羅斯“和平”號空間站和美國航天飛機輻射量的監(jiān)測

隨著人類空間活動的增多，空間站時代即將到來，為制定輻射保護條例，必須從放射生物學(xué)方面制定適當(dāng)?shù)姆派鋭┝繕藴省?/p>

為了研究輻射對航天機組成員的生理系統(tǒng)產(chǎn)生的傷害，在“和平”號空間站和航天飛機上一直裝備著各種各樣的檢測設(shè)備。這些檢測設(shè)備的測量結(jié)果各不相同，它取決于諸多因素，例如軌道的高度和傾角、相對太陽的位置、測量設(shè)備在航天器中的位置，以及儲藏在航天飛機內(nèi)的可消耗物質(zhì)，特別是水的數(shù)量?！昂推健碧柨臻g站裝備的保加利亞－俄羅斯研制的輻射劑量計，從1988年開始就一直在空間站使用，被用于測量貫穿粒子的劑量和流量。

1992年8月初，一種名為“腦?？ā钡男碌姆派鋭┝繙y定系統(tǒng)開始在“和平”號空間站上使用。它是由法國制造的一種能量轉(zhuǎn)換光譜儀，能實時測量輻射的劑量、等級等。它還是一個能測量低氣壓狀態(tài)下細胞組織的計量儀器?！昂推健碧柨臻g站還裝載其它探測器，例如氧化鋰熱發(fā)光探測器，它被用于測量輻射區(qū)稀有離子的作用。

航天飛機上裝備的輻射能測量望遠鏡在其STS－76飛行中首次被使用。它是一種精密儀器，內(nèi)部裝有數(shù)據(jù)管理部件，用于粒子計數(shù)和劑量評定。

關(guān)于宇航員健康的跟蹤研究

美國宇航局對宇航員所受的輻射進行監(jiān)控，所有的宇航員均由約翰遜航天飛行中心的飛行醫(yī)學(xué)診所提供醫(yī)療護理，并且通過宇航員健康的跟蹤研究，掌握宇航員患病的發(fā)生率。按照這個計劃，用來做比較的人選，從那些每年在約翰遜航天飛行中心作身體檢查的民航雇員中選出，他們象宇航員那樣以同樣的方式被跟蹤檢查。研究表明：宇航員當(dāng)中癌癥發(fā)生率與普通人是相似的。不過，當(dāng)進行較長的飛行任務(wù)時，宇航員受輻射量將增加，也許現(xiàn)在身體狀況正常的，將來就不再正常。

（鐘建業(yè)劉峭麗）