5 декабря в конференц-зале Президиума Российской академии наук состоялось заседание Совета РАН по космосу, на котором с докладом «Радиационный риск при пилотируемых полетах в дальний космос» выступил член-корреспондент РАН директор Лаборатории радиационной биологии ОИЯИ Е. А. Красавин.
Свое выступление Евгений Александрович начал с экскурса в историю, а также сообщил, что в реальном космосе интегральный поток тяжелых ядер составляет примерно 105 частиц/см2 в год. Неблагоприятные последствия такого действия весьма широки: возникновение рака, образование генных и структурных мутаций, поражение зрительных функций, нарушение функций центральной нервной системы (ЦНС).
Первые эксперименты по облучению приматов протонами с энергией 170 МэВ и ядрами углерода с энергией 500 МэВ/нуклон уже проведены в коллаборации со специалистами, руководимыми академиком Б.А. Лапиным. В головном мозге имеется важная структура – гиппокамп, в котором постоянно идет нейрогенез – образование новых нейронов, участвующих в формировании оперативной и долговременной памяти. А в окончаниях нейронов, дендритах, имеются рецепторы, участвующие в регуляции ионных токов, реализующих межнейронное взаимодействие. Причем, известно, что именно делящиеся клетки очень чувствительны к радиации.
— Сейчас, — продолжил Е.А. Красавин, — мы оперируем принятой во всех странах концепцией риска при пилотируемых полетах в дальний космос, основывающейся на обобщенном дозиметрическом функционале, который учитывает непосредственные и отдаленные эффекты облучения. Вместе с тем, при анализе радиобиологических эффектов космических видов излучений следует иметь в виду наличие в составе галактических космических лучей тяжелых заряженных частиц, обладающих высокой биологической эффективностью. Характер передачи энергии тяжелыми ионами при прохождении через ткани («эффект пули») обусловливает совершенно иной тип радиационного воздействия галактических космических лучей на организм в условиях полета в дальнем космосе. Это обстоятельство может определять развитие радиационных синдромов, принципиально отличных от наблюдаемых при действии редко ионизирующих космических излучений (например, протонов высоких энергий), что необходимо учитывать при оценке радиационного риска для космонавтов в условиях полета вне магнитосферы Земли. С учетом этого необходимо иметь в виду возможное формирование нарушений со стороны ЦНС космонавтов, которые могут вызвать нарушения операторской деятельности экипажа уже во время полета. Свидетельства о развитии радиационных синдромов при действии тяжелых заряженных частиц на структуры головного мозга, приводящих к нарушениям его интегративной целостности, дают основания рассматривать ЦНС как «критическую» систему при оценке риска радиационного воздействия на организм космонавтов при осуществлении межпланетных полетов. Новой стратегией при планировании дальнейших экспериментальных работ по моделированию биологического действия космических видов радиации и по оценке риска их повреждающего воздействия в условиях пилотируемых межпланетных полетов является организация комплексных нейро-радиобиологических исследований по влиянию тяжелых заряженных частиц на ЦНС.
Доклад Е.А. Красавина на совете РАН вызвал большой интерес со стороны президента Академии и членов совета. А.М. Сергеев заметил, что исследования воздействия ускоренных ионов на организм человека ведутся в мире в связи с развитием адронной терапии. Взаимодействует ли ЛРБ с этими центрами?
— В Дубне еще в 1967 году В.П. Джелепов обсуждал с директором Онкоцентра Н.Н. Блохиным возможности применения пучков протонов в терапевтических целях, – ответил на этот вопрос Е.А. Красавин. — С этого времени в ОИЯИ работает специализированный медицинский пучок для протонной терапии, так что мы имеем богатый опыт.
На вопрос А.М. Сергеева, присутствуют ли нейтроны в Галактическом космическом излучении, Е.А. Красавин пояснил, что при прохождении заряженных частиц через обшивку космического аппарата рождается каскад вторичных частиц, в том числе и нейтронов. Установки для моделирования действия таких нейтронов сейчас нет. В Дубне был специализированный нейтронный пучок, но после пожара на фазотроне ЛЯП он утрачен.
Поинтересовался А. М. Сергеев контактами ЛРБ с центрами в Сарове, Снежинске, ведущими с 1950-х исследования различных материалов с точки зрения защиты от поражающих факторов радиации. «По защите ядерно-физических установок такие контакты у нас есть,» — ответил Евгений Александрович, — «Этой задачей занимается специальный отдел лаборатории.»
— Последние три года,» – дал пояснения совету М.И. Панасюк (НИИЯФ МГУ), –работает совместная Роскосмос – NASA группа по разработке общих подходов к оценке стойкости будущей окололунной станции, рисков полетов на Луну.
– В последнее десятилетие выяснилось, что именно в гиппокампе возобновляются нервные клетки, – добавил академик М.А. Островский (Институт биохимической физики РАН, ЛРБ ОИЯИ). – Сейчас становится очевидным, что новая память связана с образованием новых нейронов в гиппокампе. Молодые клетки на порядок более чувствительны к воздействию радиации, а стволовые клетки еще более чувствительны. Отсюда возникает принципиальная проблема радиационного риска при пилотируемой космонавтике. Само выполнение миссии в течение 500 или более дней ставится под вопрос. Роскосмосу необходимо обратить на эту проблему особое внимание.
Директор Института космических исследований Л.М. Зеленый, участвовавший в общей дискуссии, отметил, что доклад Евгения Александровича – огромный шаг для стратегии развития наших пилотируемых станций.