Ny teknologi kan forbedre advarsler om strålingsrisiko for fremtidige dybrumsastronauter

Ny teknologi, der registrerer stråling fra solen i realtid og umiddelbart forudsiger efterfølgende sundhedsrisici, kan beskytte astronauter på fremtidige dybe rummissioner, ifølge en ny undersøgelse.

Astronauter står over for farer under solenergipartikel, eller SEP, begivenheder, som opstår, når et udbrud i solens atmosfære kaster højenergiske protoner ud i rummet. Disse protoner kan trænge ind i et rumfartøjs vægge og trænge ind i menneskekroppen.

Denne stråling kan forårsage øjeblikkelige virkninger såsom kvalme, ydeevneforringelse og andre akutte strålingssyndromer, mens langsigtede virkninger kan omfatte kræft, degenerativ vævsskade, hjertesygdomme og skader på centralnervesystemet.

I en ny undersøgelse, videnskabsmænd skitserer et nyt værktøj designet til at beskytte astronauter mod disse skadelige virkninger. Værktøjet blev udviklet til NASAs kommende Exploration Mission-1, som vil sende Orion-rumfartøjet rundt om Månen for at simulere dyb-rumflyvning.

SEP Acute Radiation Risk Tool ombord på rumfartøjet vil rapportere strålingsdetektionsniveauer til Mission Control i realtid. Oplysningerne vil give videnskabsmænd på jorden mulighed for øjeblikkeligt at forudsige de biologiske virkninger af enhver given SEP-begivenhed og give advarsler til astronauter på rumfartøjet om at søge ly, hvis det er nødvendigt.

"Værktøjet, som jeg udviklede, er at tage disse [SEP] målinger og konvertere dem til de mængder, som du virkelig ønsker at vide:Hvad er organdoserne i kroppen?" sagde Christopher Mertens, en fysiker ved NASA Langley Research Center i Hampton, Virginia, og hovedforfatter af den nye undersøgelse i Space Weather, et tidsskrift fra American Geophysical Union. "Så er det andet trin:At kende organdoserne i kroppen, hvad kan vi forvente som en biologisk reaktion på det?"

Denne to-trins proces eksisterede ikke før Mertens' forskning, som han sagde er afgørende for at holde astronauter sikre under dybe rummissioner. Før det nye værktøj blev udviklet, der var ingen måde at vide mængden af ​​stråling, astronauter blev udsat for, før efter en SEP-begivenhed fandt sted, ifølge Mertens.

"Uden det beskyttende miljø på jorden, akutte strålingseffekter - opkastning, kvalme, træthed, svaghed, præstationsforringelse - alt dette er en reel mulighed, ", sagde Mertens. "Det faktum, at vi går ud i det dybe rum nu, tilskynder virkelig til bedre at karakterisere miljøet."

SEP Acute Radiation Risk Tool i aktion

SEP Acute Radiation Risk Tool bruger dosimetre ombord på rumfartøjet til at måle den absorberede dosis af ioniserende stråling. Disse aflæsninger sendes til Mission Control på Lyndon B. Johnson Space Center i Houston i realtid, hvor de derefter indlæses i SEP-organdosismodellen, som forudsiger organdoser på de forskellige besætningssteder i rumfartøjet. Når først modtaget, målingerne indlæses i en biologisk model, der bestemmer de mulige risici for astronauter.

Værktøjet bruger geometrien og massefordelingen af ​​rumfartøjet og dets stormly til at bestemme de risici, astronauter kan stå over for. Værktøjet bruger en detaljeret model af, hvor hver del af rumfartøjet er placeret, hvor meget masse de har og rumfartøjets overordnede geometri. Alle disse komponenter er foldet ind i SEP Acute Radiation Risk Tool for at bestemme risikoen for astronauterne.

"En ideel brug af [SEP Acute Radiation Risk Tool] er:Der er en solstorm i kraft, og rumfartøjet måler strålingsdosishastighederne, det bliver fodret ind i modellen, og vi forudsiger, hvilken slags biologiske effekter der vil opstå som svar på dette, Mertens sagde. "Værktøjet ville være i stand til at fortælle os, om denne storm vil have en negativ effekt på missionssucces."

Hvis aflæsningerne indikerer farlige niveauer af stråling, astronauterne vil trække sig tilbage til et stormly ombord på rumfartøjet. Shelteren har mere masse omkring sig, skærme astronauterne indeni. Mere masse er mere beskyttelse, derfor er det nye værktøj unødvendigt for den internationale rumstation. Selve ISS har en masse masse og er beskyttet af Jordens magnetiske afskærmning, ifølge Mertens.

Det nye værktøj blev testet ved hjælp af data fra SEP-begivenheden i oktober 1989, en historisk stor solstorm. Benchmarkstormen er blevet grundigt undersøgt, og strålingsegenskaberne ved denne begivenhed er velkendte, sagde Mertens. En solstorm af denne størrelsesorden kan forekomme i fremtidige udforskningsmissioner, og Orion-rumfartøjet og dets husly er designet til sådan en begivenhed, han sagde.

Denne historie er genudgivet med tilladelse fra AGU Blogs (http://blogs.agu.org), et fællesskab af blogs om jord- og rumvidenskab, vært af American Geophysical Union. Læs den originale historie her.