Czy promieniowanie kosmiczne stanowi zagrożenie dla fotografii w kosmosie i jak temu można zapobiec?

Po zobaczeniu pytania o kamerę 135 używaną podczas spaceru kosmicznego zastanawiałem się, co następuje:

Powszechnie wiadomo, że astronauci są narażeni na zwiększone promieniowanie, zwane także promieniowaniem kosmicznym.

Cytat z NASA :

Astronauci są narażeni na promieniowanie jonizujące przy skutecznych dawkach w zakresie od 50 do 2000 mSv. 1 mSv promieniowania jonizującego odpowiada około trzem rentgenom klatki piersiowej. To tak, jakbyś miał wykonać od 150 do 6000 prześwietleń klatki piersiowej.

Astronauci są chronieni przed promieniowaniem przez skafandry kosmiczne , ale aparat nie wydaje się mieć żadnej ochronnej obudowy, jak pokazano na tych zdjęciach . Ponieważ wystawienie filmu na działanie aparatu rentgenowskiego jest generalnie złym pomysłem, szczególnie w przypadku filmów o wyższych czułościach ISO, wydawałoby się szkodliwe, aby film w tych „kamerach kosmicznych” był stale narażony na wysokie dawki promieniowania.
Mimo to zdjęcia z misji kosmicznych najwyraźniej były w porządku. Jaki jest tego powód? Czy promieniowanie nie szkodzi filmowi, czy też na zdjęciach nie widać metody ochronnej?

Ta odpowiedź składa się z dwóch i pół części.

Pierwsza część: jeśli jesteś na LEO (niska orbita ziemska) (jedyne EVA poza LEO były częścią programu Apollo), to jesteś w pasie Van Allena i dlatego środowisko promieniowania jest znacznie ładniejsze. Żaden człowiek nie był wyższy niż LEO od czasu Apollo.

Po drugie, jeśli jesteś poza pasem Van Allena, na przykład na Księżycu, to tak, rzeczy są paskudniejsze. Ale nie jesteś tam długo. W szczególności roczna dawka promieniowania na Księżycu wynosi między 100 a 400 mSv: na powierzchni Ziemi (no cóż, w USA: bardzo się różni) wynosi około 6 mSv (pochodzi z tej strony ) (patrz poniżej na jednostki dawkowania promieniowania). Tak więc Księżyc jest około 66 razy gorszy niż Ziemia: film na Księżycu przez tydzień dostaje mniej więcej taką samą dawkę, jak na Ziemi, gdyby był przechowywany w tych samych warunkach przez rok i trzy miesiące. Cóż, możesz przechowywać filmy na Ziemi tak długo, a właściwie znacznie dłużej, bez znaczących skutków ubocznych, więc tydzień jest w porządku.

Ponadto większość użytych filmów była dość powolna, z ISO (wtedy naprawdę ASA) wynoszącą 160 lub mniej, a powolne filmy są mniej wrażliwe na uszkodzenia spowodowane promieniowaniem. Jednak przynajmniej w niektórych misjach (w każdym razie Apollo 8) wykorzystano bardzo szybki film: zobacz stronę NASA :

Na Apollo 8 trzy magazyny zostały załadowane perforowaną drobnoziarnistą Kodak Panatomic-X o szerokości 70 mm, 80 ASA, czarno-białą folią, dwa z Kodak Ektachrome SO-168, jeden z Kodak Ektachrome SO-121, a drugi z super światłoczuły film Kodak 2485, 16 000 ASA.

Pomiary dawki promieniowania są skomplikowane, ale Sievert jest miarą powszechnie stosowaną; rem jest starszy miara: 1Sv jest 100rem i mSv jest Milli-Sievert. Żadne z nich niekoniecznie jest odpowiednie dla filmu, ponieważ wszystkie mówią o dawce wchłoniętej przez ludzi. Ale są najlepsze, jakie mogłem znaleźć.

Chociaż promieniowanie nad atmosferą jest rzeczywiście wyższe niż na Ziemi, nie jest tak wysokie, aby zniszczyć film fotograficzny tak szybko, jak sugerowałoby to twoje pytanie. Kwoty, o których wspominasz z NASA, to ekspozycje podczas misji, a nie krótki spacer kosmiczny.

W badaniu NASA dotyczącym czułości filmu fotograficznego podczas lat wahadłowca , NASA zasadniczo odkryła, że ​​promieniowanie generowało głównie efekty podobne do tych, które można znaleźć w starszych materiałach filmowych, w których kolory się zmieniły i wpłynął na kontrast. Nie znaleziono filmu zamglonego, jak można się spodziewać. NASA zaleciła stosowanie mniej wrażliwych filmów, ponieważ miało to mniejszy wpływ. Film o prędkości 400 i większej wydawał się być bardziej wrażliwy na promieniowanie, a NASA zaleciła użycie filmu o niższej ISO.

Co ciekawe, to promieniowanie gamma, a nie promieniowanie rentgenowskie lub inne promieniowanie jonizujące, ma dziś największy wpływ na kamery (i ludzi). Sytuację pogarsza fakt, że nie ma praktycznej osłony ani dla ludzi, ani dla kamer, ponieważ promieniowanie gamma przenika prawie wszystko (jest to jeden z najbardziej niebezpiecznych aspektów rozpadu paliwa jądrowego, tj. Czarnobyl). NASA odkryła, że ​​te promienie gamma mają jeszcze większy wpływ na aparaty cyfrowe, w których mogą uszkodzić czujnik, zasadniczo „wybijając” miejsce na matrycy.

Promieniowanie napotkane podczas misji kosmicznych, wpływ na film został dobrze zbadany przez NASA:

• Wpływ promieniowania kosmicznego na film lotniczy ( pdf )

Kilka dni w kosmosie jest na ogół równych około 150 dniom starzenia się filmu. Niektóre fotografie księżycowe NASA wykazują widoczne oznaki degradacji spowodowane promieniowaniem tła.

Przejrzyj badanie NASA - odpowiada ono na wszystkie pytania.