Wanneer NASA's Artemis I-missie later dit jaar wordt gelanceerd, zal de bemanning Helga en Zohar omvatten, twee oefenpopmodellen die zijn ontworpen in samenwerking met Duke University.

Deze modellen, 'fantomen' genoemd, zijn gemaakt van materialen die menselijke botten, zacht weefsel en organen nabootsen, en ze zullen worden uitgerust met sensoren die de blootstelling aan straling meten terwijl ze naar de maan en terug reizen. Paul Segars en Ehsan Samei, beide onderzoekers van de Carl E. Ravin Advanced Imaging Laboratories aan de Duke University School of Medicine, hielpen bij het ontwikkelen van deze fantomen met behulp van methoden die oorspronkelijk waren ontwikkeld om te bestuderen hoe verschillende medische procedures, hulpmiddelen en technieken de organen in het menselijk lichaam precies beïnvloeden. .

"Gewoonlijk zijn deze 'fantomen' virtueel en we gebruiken ze om avatars van patiënten te maken. Het doel van ons werk is dat je in plaats van een klinische proef op menselijke patiënten uit te voeren, deze avatars kunt gebruiken en een gesimuleerde klinische proef kunt uitvoeren via een computer ", legt Samei, de Reed en Martha Rice Distinguished Professor of Radiology, uit. "Met dit project hebben we van deze virtuele avatars fysieke modellen gemaakt om specifiek straling te bestuderen, en dit is de eerste keer dat ze rond de maan worden gestuurd."

Mensen op aarde worden beschermd tegen kosmische straling door de atmosfeer van de aarde, maar wanneer astronauten door de ruimte reizen, genieten ze niet van een dergelijke bescherming. Begrijpen hoe de schadelijke effecten van deze kosmische straling kunnen worden verminderd, is een van de grootste hindernissen voor reizen door de diepe ruimte naar plaatsen zoals Mars, waar astronauten tot 36 maanden aan straling worden blootgesteld.

"Wat belangrijk is bij het berekenen van het risico voor een patiënt of een astronaut, is niet hoeveel totale stralingsdosis wordt ontvangen, maar hoeveel dosis wordt ontvangen voor individuele organen zoals de hersenen, het hart, de lever en de nieren", zei Samei. "Elk orgaan heeft een andere gevoeligheid voor straling, en onze fantomen bieden ons een manier om dat risico beter te begrijpen."

Voor het project, genaamd het Matroshka AstroRad Radiation Experiment, of MARE, werkten Segars en Samei samen met onderzoekers van NASA, het Duitse ruimtevaartcentrum, de Israëlische ruimtevaartorganisatie en CIRS om Helga en Zohar te ontwikkelen. De Duke-onderzoekers ontwikkelden een computeralgoritme om een ​​kaart te maken van de inwendige anatomie van de fantomen, die vervolgens werd gebruikt als richtlijn om duizenden stralingssensoren precies te plaatsen.

Zowel de Helga- als de Zohar-fantomen lijken op menselijke torso's en bevatten materialen die specifiek de anatomie van een volwassen vrouw nabootsen, aangezien vrouwelijke organen zoals de baarmoeder en borstweefsel bijzonder gevoelig zijn voor straling. Wanneer Artemis I wordt gelanceerd, zal Helga normale kleding dragen, terwijl Zohar zal worden uitgerust met een stralingsvest, AstroRad genaamd, dat is ontwikkeld door StemRad en Lockheed Martin.

"De studie zal waardevolle gegevens opleveren over de stralingsniveaus die astronauten kunnen tegenkomen tijdens maanmissies en de effectiviteit evalueren van het beschermende vest waarmee de bemanning in de stormopvang kan blijven en ondanks een zonnestorm kan blijven werken aan kritieke missieactiviteiten." zei NASA in een beschrijving van MARE.

Zodra hun fantomen op aarde zijn teruggekeerd, zal het onderzoeksteam de straling meten die in de sensoren wordt verzameld om de effectiviteit van het veiligheidsvest te bepalen. Ze zullen de gegevens van Helga ook gebruiken om specifiek het stralingsniveau te berekenen waarmee astronauten te maken kunnen krijgen tijdens verschillende ruimtemissies, of het nu gaat om een ​​korte reis naar de maan of een avontuur naar Mars.

"Dit is de eerste keer dat iemand de stralingsniveaus heeft kunnen meten waarmee astronauten worden geconfronteerd", zei Samei. "Artemis I zal kostbare vracht vervoeren en de informatie die we van deze bemanning krijgen, zal ons waardevolle informatie geven die we nodig hebben voor de toekomst van veilige verkenning van de ruimte." + Verder verkennen

DLR levert vrouwelijke meetpoppen voor de NASA Artemis I-missie