宇航员在太空中所受到的宇宙射线有哪些，剂量如何？

      2024年6月5日，波音公司的 CST-100 Starliner “星际客机”载着两名美国宇航员苏妮塔•威廉姆斯（Sunita Williams）和巴里•威尔莫尔（Barry Wilmore）安全停靠在ISS(国际空间站)，二人原计划定于2024年6月14日脱离国际空间站并返回地球，结果因为飞船故障检修、天气状况和国际空间站的工作计划等原因，两位宇航员的回程时间一拖再拖....从原计划的8天，直接变成了如今的9个多月！这一事件引发了全球关注，同时也让我们注意到宇航员在太空中所面临的种种挑战，其中之一便是宇宙射线的威胁。
      宇宙射线的分类

       宇宙射线对宇航员的辐射来源主要分为：
      1.银河宇宙射线 (GCR)：来自银河系外的高能粒子，主要是质子和重离子，能量极高，穿透力强。
      2.太阳宇宙射线（SCR）：由太阳耀斑和日冕物质抛射等太阳活动产生的高能粒子。这类射线虽然能量相对较低，但在太阳活动高峰期，其强度会急剧增加，对宇航员构成短期但强烈的辐射威胁。
      3.地球辐射带（范艾伦带）：地球磁场捕获的高能粒子，主要集中在低地球轨道（LEO）区域。

      国际空间站宇航员通过多维度措施减少宇宙射线影响：  
      1. 物理屏蔽：舱壁采用铝（3-10 mm）与聚乙烯/水层组合，吸收高能粒子并减少次级辐射，生活区布局靠近屏蔽更强区域；  
      2. 磁场防护：实验性超导磁体生成局部磁场偏转带电粒子，但受限于能耗与次级辐射风险；  
      3. 生物防护：服用维生素A/C/E等抗氧化剂中和自由基，实验性硒化黑色素增强细胞修复能力；  
      4. 任务优化：选择51.6°倾角轨道减少穿越南大西洋异常区（SAA），避开太阳活动极大期（如2025年预测高风险期），单次任务控制在6个月以内；  
      5. 应急避难：遭遇太阳粒子事件（SPE）时，迅速转移至密封避难舱，利用水或食物储备临时强化屏蔽；  
      6. 未来技术：探索氮化硼纳米管等轻质高强材料，以及磁层模拟技术，为深空任务提供更高效防护。
      在近地轨道上，宇航员每年接受的辐射剂量约为100至1000mSv，这取决于太阳活动的水平以及航天器的防护能力。相比之下，地球上的普通人每年接受的背景辐射剂量约为2.4 mSv。长期暴露在高剂量辐射下，会增加宇航员患癌症、白内障、心血管疾病以及中枢神经系统损伤的风险。 
      ICRP(国际放射防护委员会)第118号出版物（2012年）提出,职业照射有效剂量：连续5年平均≤20 mSv，单一年份≤50 mSv。宇航员因长期暴露于深空辐射环境，其限值需额外考虑任务风险和生理特殊性，NASA的修订后限值为600 mSv（职业生涯累计）。
      据NASA数据显示，ISS宇航员每日受照剂量约为0.5-1mSv。以此估算，滞留的宇航员9个多月（截止2025年3月19日）累计受照剂量约为144-287mSv。对于滞留太空的宇航员来说，他们面临的辐射风险更为复杂和严峻。在长时间的滞留期间，他们不仅暴露在持续的宇宙射线中，还可能错过原本计划中的辐射防护措施，因此航天机构应避免宇航员长期滞留太空。
      总之，宇宙射线是太空探索中不可忽视的风险因素。随着人类对深空探索的推进，如何有效防护宇宙射线，保障宇航员的健康和安全，将成为航天技术发展的重要课题。