Overskyet med mulighed for stråling:NASA undersøger simuleret stråling

I hvert liv skal der falde lidt regn, men i rummet, en af ​​de største risici for astronauternes helbred er stråling "regn". NASAs Human Research Program (HRP) simulerer rumstråling på Jorden efter opgraderinger til NASA Space Radiation Laboratory (NSRL) ved U.S. Department of Energy's Brookhaven National Laboratory. Disse opgraderinger hjælper forskere på Jorden med at lære mere om virkningerne af ioniserende rumstråling for at hjælpe med at holde astronauter sikre på en rejse til Mars.

Stråling er en af ​​de farligste risici for mennesker i rummet, og en af ​​de mest udfordrende at simulere her på Jorden. Risikoen for menneskers sundhed øges betydeligt, når astronauter rejser ud over Lower Earth Orbit (LEO) uden for magnetosfæren. Magnetosfæren beskytter Jorden mod solpartikelhændelser (SPE'er) og stråling forårsaget af solen og galaktiske kosmiske stråler (GCR) produceret af supernova -fragmenter. Strålingspartikler som ioner kan være farlige for mennesker, fordi de kan passere gennem huden, deponere energi og ødelægge celler eller DNA undervejs. Denne skade kan øge risikoen for sygdomme senere i livet eller forårsage strålingssygdom under missionen.

Stråling kan forårsage skade på centralnervesystemet, kardiovaskulære system, og kredsløbssystemet for astronauter. Der er tegn på, at mennesker udsat for store doser stråling fra strålebehandling oplever kognitive og adfærdsmæssige ændringer, og nyere undersøgelser tyder på, at disse risici kan forekomme ved lavere doser for GCR, hvilket skaber en mulig risiko for betjening af et rumkøretøj. Rummiljøvariabler (f.eks. Mikrogravitation, CO2, mangel på søvn, osv.), der producerer stress, kan interagere med stråling på en synergistisk måde, der forværrer virkningerne.

Med de seneste opgraderinger til NSRL, NASA forbedrer sin evne til at forstå virkningerne af stråling på kroppen. De mest bemærkelsesværdige opgraderinger blev foretaget til GCR -simulatoren, som for nylig blev fremhævet i ScienceDirect.

"Der er rigelig forskning om akutte virkninger af strålingseksponering, men meget lidt om latente effekter, og sidstnævnte ligner mere de sundhedsmæssige virkninger, der forventes fra rumfart med lang varighed, "Lisa Carnell, Ph.d., Medicinsk modforanstaltning bly til NASA Space Radiation sagde. "Forestil dig, at ionbaner ligner regn; nogle gange er der et regnskyl (solpartikelhændelse), og nogle gange er der let støvregn eller kraftig, sparsomme dråber (ligner galaktisk kosmisk stråling). Med opgraderingerne kan vi simulere forskellige typer ionregn med flere typer ioner i rækkefølge kontra kun en type ion ad gangen. "

GCR -opgraderingerne gør det muligt for forskere hurtigt at skifte iontyper og energiintensiteter. For at understøtte disse forbedringer, softwarekontroller blev tilføjet for at muliggøre jævn bevægelse fra mål til mål. Kølesystemet i en af ​​elektronstråleionkilden, eller EBIS magneter blev opgraderet til at håndtere højere energistrømme. Ud over, nye prober blev installeret i to af strålelinjens magneter for at fremskynde indstillingsændringer.

Inden disse opgraderinger, at skifte strålebjælker var ikke en let eller effektiv proces i NSRL. Laboratoriet blev oprindeligt designet til at udnytte ioner fra Brookhaven's Booster -accelerator, som producerer alle ionsarter inden for en række energier. Nu kan skiftende ionarter og energier udføres på få minutter. Mere realistiske undersøgelser og strålingstiltag foretages, fordi efterforskere bedre kan simulere rummiljøet.

Forbedringerne i stråleenergi muliggør dækning af en større del af GCR -spektret. Den større stråle gør det muligt at udstråle adskillige prøver på én gang og øge kapacitet og effektivitet. Præcisionskontrol øger også nøjagtigheden ved dosering. Ensartethed af strålingsfeltintensiteten reducerer også usikkerheder ved doseleverancer.

Dette resulterer i et mere præcist testmiljø for NASA -forskere, der udvikler forskellige former for afskærmningsmaterialer for at beskytte astronauter mod stråling. HRP -efterforskere kan bruge teknologien til at teste vævsprøver, der fører til sundhedsmæssige modforanstaltninger for at beskytte mod molekylær skade. Kræftforskere kan også undersøge forskellige tunge ionterapier for at udrydde tumorer. NSRL er et af de få laboratorier i USA, der er i stand til at bidrage til forskning i tung ionstrålebehandling. Brugere fra NASA, nationale laboratorier, og mere end 50 institutioner og universiteter i USA, Europa, og Japan tester medicinsk, biologisk, og fysiske prøver ved hjælp af NSRL -ionstrålelinjen.

Da NASA forbereder sig på at sende mennesker længere og længere end nogensinde før, rumstrålingsforskning fortsætter med at fremme vores forståelse af risiciene for menneskekroppen. Det kræver innovativ forskning på jorden for at understøtte innovativ forskning i rummet. Og hvis den regnfulde dag kommer, NASA vil blive forberedt.

NASAs Human Research Program (HRP) er dedikeret til at opdage de bedste metoder og teknologier til at understøtte sikre, produktive menneskelige rumrejser. HRP muliggør efterforskning af rummet ved at reducere risici for menneskers sundhed og ydeevne ved hjælp af grundforskningsfaciliteter, den internationale rumstation, og analoge miljøer. Dette fører til udvikling og levering af et program med fokus på:menneskers sundhed, ydeevne, og beboelsesstandarder; modforanstaltninger og risikoreducerende løsninger; og avancerede beboelses- og medicinske supportteknologier. HRP understøtter innovative, videnskabelig menneskelig forskning ved at finansiere mere end 300 forskningsstipendier til respekterede universiteter, hospitaler og NASA centre til over 200 forskere i mere end 30 stater.