Nieuwe technologie die straling van de zon in realtime detecteert en onmiddellijk de daaropvolgende gezondheidsrisico's voorspelt, zou astronauten kunnen beschermen bij toekomstige deep-space-missies, volgens een nieuwe studie.

Astronauten worden geconfronteerd met gevaren tijdens zonne-energetisch deeltje, of september, evenementen, die optreden wanneer een uitbarsting in de atmosfeer van de zon hoogenergetische protonen de ruimte in slingert. Deze protonen kunnen de wanden van een ruimtevaartuig binnendringen en het menselijk lichaam binnendringen.

Deze straling kan onmiddellijke effecten veroorzaken, zoals misselijkheid, prestatievermindering en andere acute stralingssyndromen, terwijl langetermijneffecten kanker kunnen omvatten, degeneratieve weefselschade, hartaandoeningen en schade aan het centrale zenuwstelsel.

In een nieuwe studie, wetenschappers schetsen een nieuw hulpmiddel dat is ontworpen om astronauten te beschermen tegen deze schadelijke effecten. De tool is ontwikkeld voor NASA's aanstaande Exploration Mission-1, die het Orion-ruimtevaartuig rond de maan zal sturen om diepe ruimtevluchten te simuleren.

De SEP Acute Radiation Risk Tool aan boord van het ruimtevaartuig zal de stralingsdetectieniveaus in realtime rapporteren aan Mission Control. Met de informatie kunnen wetenschappers op de grond onmiddellijk de biologische effecten van een bepaalde SEP-gebeurtenis voorspellen en astronauten op het ruimtevaartuig waarschuwen om indien nodig te schuilen.

"De tool die ik heb ontwikkeld, is om die [SEP] -metingen te doen en die om te zetten in de hoeveelheden die je echt wilt weten:wat zijn de orgaandoses in het lichaam?" zei Christoffel Mertens, een natuurkundige bij NASA Langley Research Center in Hampton, Virginia, en hoofdauteur van de nieuwe studie in Space Weather, een tijdschrift van de American Geophysical Union. "Dan is de tweede stap:de orgaandoses in het lichaam kennen, wat kunnen we daar als biologische reactie op verwachten?"

Dit proces in twee stappen bestond vóór het onderzoek van Mertens niet, waarvan hij zei dat het van vitaal belang is om astronauten veilig te houden tijdens diepe ruimtemissies. Voordat de nieuwe tool werd ontwikkeld, er was geen manier om te weten aan hoeveel straling astronauten werden blootgesteld tot nadat een SEP-gebeurtenis had plaatsgevonden, volgens Mertens.

"Zonder de beschermende omgeving van de aarde, acute stralingseffecten - braken, misselijkheid, vermoeidheid, zwakheid, prestatievermindering - dat is allemaal een reële mogelijkheid, "Het feit dat we nu de ruimte in gaan, is echt een aanleiding om de omgeving beter te karakteriseren", aldus Mertens.

De SEP Acute Radiation Risk Tool in actie

De SEP Acute Radiation Risk Tool gebruikt dosimeters aan boord van het ruimtevaartuig om de geabsorbeerde dosis ioniserende straling te meten. Deze metingen worden in realtime naar de Mission Control in het Lyndon B. Johnson Space Center in Houston gestuurd, waar ze vervolgens worden ingevoerd in het SEP-orgaandosismodel, die orgaandoses voorspelt op de verschillende bemanningslocaties in het ruimtevaartuig. Eenmaal ontvangen, de metingen worden ingevoerd in een biologisch model dat de mogelijke risico's voor astronauten bepaalt.

De tool gebruikt de geometrie en massaverdeling van het ruimtevaartuig en zijn stormopvang om de risico's te bepalen waarmee astronauten kunnen worden geconfronteerd. De tool maakt gebruik van een gedetailleerd model van waar elk deel van het ruimtevaartuig zich bevindt, hoeveel massa ze hebben en de algehele geometrie van het ruimtevaartuig. Al deze componenten worden in de SEP Acute Radiation Risk Tool gevouwen om het risico voor de astronauten te bepalen.

"Een ideaal gebruik van [de SEP Acute Radiation Risk Tool] is:er is een zonnestorm aan de gang en het ruimtevaartuig meet de stralingsdosissnelheden, het wordt in het model ingevoerd, en we voorspellen wat voor soort biologische effecten [zullen optreden] als reactie hierop, "Zei Mertens. "De tool zou ons kunnen vertellen of deze storm een ​​negatief effect zal hebben op het succes van de missie."

Mochten de meetwaarden gevaarlijke stralingsniveaus aangeven, de astronauten zullen zich terugtrekken in een stormopvang aan boord van het ruimtevaartuig. De schuilplaats heeft meer massa eromheen, de astronauten binnen afschermen. Meer massa is meer bescherming, daarom is de nieuwe tool niet nodig voor het internationale ruimtestation. Het ISS zelf heeft veel massa en wordt beschermd door de magnetische afscherming van de aarde, volgens Mertens.

De nieuwe tool is getest met behulp van gegevens van het SEP-evenement van oktober 1989, een historisch grote zonnestorm. De benchmarkstorm is goed bestudeerd, en de stralingseigenschappen van deze gebeurtenis zijn bekend, aldus Mertens. Een zonnestorm van deze omvang kan zich voordoen bij toekomstige verkenningsmissies, en het Orion-ruimtevaartuig en zijn schuilplaats zijn ontworpen voor een dergelijke gebeurtenis, hij zei.

Dit verhaal is opnieuw gepubliceerd met dank aan AGU Blogs (http://blogs.agu.org), een gemeenschap van blogs over aarde en ruimtewetenschap, georganiseerd door de American Geophysical Union. Lees hier het originele verhaal.