Ûrállomás-dozimetria

A bennünket a földön folyamatosan érõ természetes ionizáló sugárzás (háttérsugárzás) részben a kõzetekben végbemenõ radioaktív bomlásokból, részben a kozmikus sugárzásból ered. Utóbbi összetevõi a galaktikus kozmikus sugárzás, mely a csillagközi térbõl érkezik és a szoláris kozmikus sugárzás, mely a Napból származik. A galaktikus kozmikus sugárzás elsõsorban nagyenergiájú töltött részecskékbõl áll, az összes elem (így a nagyrendszámú elemek) ionjait tartalmazza, és a csillagközi térben általában állandó intenzitású. A szoláris kozmikus sugárzást kisebb energiájú komponensek alkotják, fõ összetevõi protonok és elektronok, intenzitásuk a naptevékenység függvényében széles határok között változik. Napkitörések idején nehezebb ionok is megjelenhetnek, és a sugárzási szint sok nagyságrenddel megnõhet. A galaktikus és szoláris kozmikus sugárzás kölcsönhatásban állnak egymással; a szoláris kozmikus sugárzás intenzitásának növekedésekor a Naprendszeren belül a galaktikus kozmikus sugárzás szintje csökken.

A földfelszínen kettõs "védõpajzs" alatt élünk. A Föld mágneses tere a kozmikus sugárzás töltött részecskéit eltéríti, mintegy befogja, létrehozva a földkörüli sugárzási övezetet (van Allen-öv), melynek belsejében a sugárzási szint igen nagy. A sugárzási övezet a földfelszíntõl számított mintegy ötszáz kilométer magasságban kezdõdik; a mágneses erõvonalak irányának és sûrûségének megfelelõen védõhatása az Egyenlítõ fölött maximális, és a pólusokhoz közeledve erõsen csökken. Kitüntetett hely a brazil partok fölötti égtér, ahol - a Föld mágneses tengelyének a geometriai tengelyéhez képesti eltolódása miatt - a sugárzási övezet mélyebbre nyúlik le (Dél-atlanti anomália). A védõpajzs másik eleme maga a légkör; fõként annak alsó, sûrû rétegei a maradék kozmikus sugárzást nagy részben elnyelik.

Fentiekbõl következik, hogy a tengerszint feletti magassággal a sugárzás intenzitása nõ. Ûrhajók esetében, alacsony földkörüli pályán a védõpajzs egyik eleme (a légkör) már teljesen hiányzik, a dózisterhelés a földinek akár százszorosa is lehet. Az ûrállomások a légkör fékezõ hatásának csökkentése érdekében egyre magasabb pályán keringenek, és a technológia fejlõdésével faluk, ami járulékos védelmet ad, egyre vékonyabb. A növekvõ pályamagassággal egyre hosszabb szakaszon repülnek a Dél-atlanti anomáliában; a napi kétszeri, egyenként alig negyedórás átrepülés alatt ugyanannyi dózist gyûjtenek össze, mint a pálya "normál" szakaszain egész nap. Nem véletlen, hogy ûrhajók, ûrállomások 500 km feletti magasságban sohasem keringenek, és pályájuk hajlásszöge se nagyobb 60°-nál.

Földkörüli pályán keringõ objektumoknál - azok környezetében éppúgy, mint belsejében - a sugárzási tér igen bonyolult, idõben és térben nagyon inhomogén. A kozmikus sugárzásnak a felsõ légkörrel, illetve az ûrhajó szerkezeti elemeivel (beleértve annak falát) való kölcsönhatása másodlagos sugárzásokat (például fékezési röntgen-, neutron-sugárzást) hoz létre. Napkitörések idején a sugárzási szint jelentõsen megnõhet. Ma már az ûrrepülés mûszaki kockázata aránylag kicsi, az ûrállomásokon folyó állandó, szolgálatszerû tevékenység következtében az ûrben való tartózkodás idõtartama jelentõsen megnõtt. Az igen nagy költséggel kiképzett ûrhajósok aktív pályafutásának egyre inkább csak dózisterhelésük korlátja szab határt. Az asztronauták ûrállomáson kívüli tevékenysége (ûrséta) is egyre gyakoribb és hosszabb idejû, ahol fokozottan vannak sugárterhelésnek kitéve. A Nemzetközi Ûrállomás összeszerelése alatt már a naptevékenységet folyamatosan figyelõ speciális riasztószolgálat mûködik, melynek jelzése nyomán az ûrsétát azonnal megszakítják.

Sugárvédelmi szempontból a jövõbeli bolygóközi utazások még kritikusabbak. A van Allen-övezet védelme alól kilépve, különlegesen nagy napkitörések idején az ûrhajósok - kellõ járulékos védelem hiányában - még halálos dózist is kaphatnának.