Artemis I månemission:Forskere samarbejder om at sende dukker for at måle stråling

Når NASAs Artemis I-mission lanceres senere i år, vil dens besætning omfatte Helga og Zohar, to dukkemodeller designet i samarbejde med Duke University.

Disse modeller, kaldet "fantomer", er lavet af materialer, der efterligner menneskelige knogler, blødt væv og organer, og de vil være udstyret med sensorer, der vil måle strålingseksponering, når de rejser til månen og tilbage. Paul Segars og Ehsan Samei, begge forskere ved Carl E. Ravin Advanced Imaging Laboratories ved Duke University School of Medicine, hjalp med at udvikle disse fantomer ved hjælp af metoder, der oprindeligt blev skabt til at studere, hvordan forskellige medicinske procedurer, værktøjer og teknikker præcist påvirker organer i hele menneskekroppen .

"Normalt er disse 'fantomer' virtuelle, og vi bruger dem til at skabe avatarer af patienter. Målet med vores arbejde er, at i stedet for at udføre et klinisk forsøg på menneskelige patienter, kan du bruge disse avatarer og køre et simuleret klinisk forsøg gennem en computer ," forklarer Samei, Reed og Martha Rice Distinguished Professor of Radiology. "Med dette projekt har vi lavet disse virtuelle avatarer til fysiske modeller for at studere stråling specifikt, og det er første gang, de bliver sendt rundt om månen."

Mennesker på Jorden er beskyttet mod kosmisk stråling af Jordens atmosfære, men når astronauter rejser gennem rummet, nyder de ingen sådan beskyttelse. At forstå, hvordan man kan afbøde de skadelige virkninger af disse kosmiske stråler, er en af ​​de største forhindringer for dyb rumrejse til steder som Mars, hvor astronauter ville blive udsat for stråling i op til 36 måneder.

"Det, der er vigtigt, når man beregner risikoen for en patient eller for en astronaut, er ikke, hvor meget den samlede strålingsdosis der modtages, men hvor meget dosis der modtages til individuelle organer såsom hjernen, hjertet, leveren og nyrerne," sagde Samei. "Hvert organ har en forskellig følsomhed over for stråling, og vores fantomer giver os en måde, hvorpå vi bedre kan forstå den risiko."

Til projektet, kaldet Matroshka AstroRad Radiation Experiment, eller MARE, samarbejdede Segars og Samei med forskere ved NASA, German Aerospace Center, den israelske rumfartsorganisation og CIRS for at udvikle Helga og Zohar. Duke-forskerne udviklede en beregningsalgoritme til at skabe et kort over fantomernes indre anatomi, som derefter blev brugt som en guide til præcist at placere tusindvis af strålingssensorer.

Både Helga- og Zohar-fantomerne ligner menneskelige torsoer, og de indeholder materialer til specifikt at efterligne den voksne kvindelige anatomi, da kvindelige organer som livmoderen og brystvævet er særligt følsomme over for stråling. Når Artemis I lanceres, vil Helga være iført normalt tøj, mens Zohar bliver udstyret med en strålingsvest, kaldet AstroRad, som er udviklet af StemRad og Lockheed Martin.

"Undersøgelsen vil give værdifulde data om strålingsniveauer, som astronauter kan støde på på månemissioner og evaluere effektiviteten af ​​beskyttelsesvesten, der kunne give besætningen mulighed for at blive i stormly og fortsætte med at arbejde på kritiske missionsaktiviteter på trods af en solstorm." NASA sagde i en beskrivelse af MARE.

Når deres fantomer vender tilbage til Jorden, vil forskerholdet måle strålingen indsamlet i sensorerne for at bestemme effektiviteten af ​​sikkerhedsvesten. De vil også bruge data fra Helga til specifikt at beregne niveauet af stråling, som astronauter kan blive udsat for under forskellige rummissioner, uanset om det er en kort tur til månen eller et eventyr til Mars.

"Dette er første gang nogen har været i stand til at måle strålingsniveauer astronauter står over for," sagde Samei. "Artemis I vil bære dyrebar last, og den information, vi får fra denne besætning, vil give os værdifuld information, vi har brug for til fremtiden for sikker rumudforskning." + Udforsk yderligere

DLR leverer kvindelige målemannequiner til NASA Artemis I-missionen