როგორ დაიცავს ნასამ ხვალინდელი ასტრონავტები ღრმა კოსმოსური გამოსხივებისგან

Tაი ეს არის თუ არა ან . და არის სიკვდილი რადიაციის შედეგად.

იგივე ენერგიული გამონაბოლქვი ჩვენი ადგილობრივი ვარსკვლავისგან, რომელიც გაგიჩენთ რუჯს თუ არა . მიუხედავად იმისა, რომ დღევანდელი დედამიწის დაბალი ორბიტის ეკიპაჟი და ტვირთის კაფსულები შეიძლება არ იყოს აღჭურვილი საკუთარი მინიატურული მაგნიტოსფეროებით, ხვალინდელი ძლევამოსილი - ან იქნებ ჩვენ უბრალოდ დავიცვათ კაცობრიობის პირველი ღრმა კოსმოსური მკვლევარები ვარსკვლავთშორისი გამოსხივებისგან. .

რადიაციის სახეები და რა უნდა გავაკეთოთ მათთან დაკავშირებით

ინსულტისა და ხალხის მსგავსად, არსებობს რადიაციის სხვადასხვა ტიპები და წყაროები როგორც ხმელეთზე, ასევე სივრცეში. არაიონებელი გამოსხივება, რაც იმას ნიშნავს, რომ ატომს არ აქვს საკმარისი ენერგია, რომ სრულად ამოიღოს ელექტრონი მისი ორბიტიდან, გვხვდება მიკროტალღურ ღუმელებში, ნათურებში და მზის ენერგიულ ნაწილაკებში (SEP), როგორიცაა . მიუხედავად იმისა, რომ რადიაციის ამ ფორმებმა შეიძლება ზიანი მიაყენოს მასალებს და ბიოლოგიურ სისტემებს, მათი ეფექტები, როგორც წესი, შეიძლება დაიბლოკოს (აქედან გამომდინარე, მზისგან დამცავი საშუალებები და მიკროტალღები, რომლებიც არ ასხივებენ მთელ სამზარეულოს) ან ოზონის ფენით ან .

დედამიწის რადიაციული სარტყლები ივსება ენერგიული ნაწილაკებით, რომლებიც ჩარჩენილია დედამიწის მაგნიტური ველის მიერ, რომელსაც შეუძლია ზიანი მიაყენოს ელექტრონიკას, რომელსაც ჩვენ ვაგზავნით კოსმოსში. კრედიტები: NASA-ს სამეცნიერო ვიზუალიზაციის სტუდია/ტომ ბრიჯმენი

მაიონებელი გამოსხივება, მეორეს მხრივ, ენერგიულია ელექტრონის დასაშლელად და ბევრი რამ ვერ შეანელებს მათ დადებითად დამუხტულ იმპულსს. ალფა და ბეტა ნაწილაკები, გამა სხივები, რენტგენი და გალაქტიკური კოსმოსური სხივები, „ელემენტების მძიმე, მაღალი ენერგიის იონები, რომლებსაც ყველა ელექტრონი ჩამოშორდა გალაქტიკაში სინათლის სიჩქარით მოგზაურობისას“. . "GCR არის გამოსხივების დომინანტური წყარო, რომელიც უნდა განიხილებოდეს მიმდინარე კოსმოსურ ხომალდზე და მომავალ კოსმოსურ მისიებში ჩვენს მზის სისტემაში." GCR ინტენსივობა უკუპროპორციულია მზის მაგნიტური ველის ფარდობითი სიძლიერის მიმართ, რაც იმას ნიშნავს, რომ ისინი ყველაზე ძლიერია, როდესაც მზის ველი ყველაზე სუსტია და ნაკლებად შეუძლია მათი გადახვევა.

მიუხედავად მათი განსხვავებული ბუნებისა, ორივე GCR და SEP თავად ჩვენს ბიოლოგიურ სხეულებთან ერთად. მათი მუდმივი დაბომბვა კუმულაციურ უარყოფით გავლენას ახდენს ადამიანის ფიზიოლოგიაზე, რაც იწვევს არა მხოლოდ კიბოს, არამედ კატარაქტის, ნევროლოგიურ დაზიანებას, ჩანასახის მუტაციებს და მწვავე რადიაციულ დაავადებას, თუ დოზა საკმარისად მაღალია. მასალებისთვის, მაღალი ენერგიის ნაწილაკებმა და ფოტონებმა შეიძლება გამოიწვიოს „კოსმოსური ხომალდის მასალების ან მოწყობილობების დროებითი დაზიანება ან მუდმივი უკმარისობა“, აღნიშნავს ზიკაი შენ, პეკინის კოსმოსური ხომალდების გარემოს ინჟინერიის ინსტიტუტიდან 2019 წელს. .

”დამუხტული ნაწილაკები თანდათან კარგავენ ენერგიას, როდესაც ისინი გადიან მასალაში და საბოლოოდ, იჭერენ ელექტრონების საკმარის რაოდენობას, რომ შეჩერდეს”, - დასძინეს მათ. ”როდესაც დამცავი მასალის სისქე აღემატება მასალაში დამუხტული ნაწილაკების დიაპაზონს, შემხვედრი ნაწილაკები დაიბლოკება მასალაში.”

როგორ იცავს NASA ამჟამად თავის ასტრონავტებს

იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ხვალინდელი ასტრონავტები მარსზე ყველა კბილებითა და ფრჩხილებით ხელუხლებელი ჩავიდნენ, NASA-მ თითქმის ოთხი ათეული წელი დახარჯა მონაცემების შეგროვებასა და ადამიანის სხეულზე რადიაციის ზემოქმედების შესწავლაში. სააგენტოს (SRAG) ჯონსონის კოსმოსურ ცენტრში, მისი ვებსაიტის თანახმად, „პასუხისმგებელია იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ასტრონავტების მიერ მიღებული რადიაციის ექსპოზიცია დარჩეს ქვემოთ. ".

„ადამიანის ტიპიური საშუალო დოზა არის დაახლოებით 360 მრმ წელიწადში, ანუ 3.6 მზვ, რაც მცირე დოზაა. თუმცა, საერთაშორისო სტანდარტები იძლევა 5,000 mrems (50 mSv) ექსპოზიციას წელიწადში მათთვის, ვინც მუშაობს რადიოაქტიურ მასალასთან და მის გარშემო. კოსმოსური ფრენისთვის ლიმიტი უფრო მაღალია. NASA-ს რადიაციული ზემოქმედების ლიმიტი დედამიწის დაბალ ორბიტაზე არის 50 mSv/წელი, ანუ 50 rem/წელი.”

SRAG-ის კოსმოსური გარემოს ოფიცრებს (SEO) ევალებათ უზრუნველყონ, რომ ასტრონავტებმა წარმატებით დაასრულონ თავიანთი მისია ძალიან ბევრი RAD-ის შთანთქმის გარეშე. ისინი ითვალისწინებენ სხვადასხვა გარემო და სიტუაციურ ფაქტორებს, რომლებიც წარმოიქმნება კოსმოსური ფრენის დროს - არიან თუ არა ასტრონავტები LEO-ში თუ მთვარის ზედაპირზე, დარჩებიან ისინი ხომალდში თუ გადიან კოსმოსში, ან - აერთიანებენ და მოდელირებენ ამ ინფორმაციას შეგროვებულ მონაცემებთან. ისევე როგორც , მიიღონ თავიანთი გადაწყვეტილებები.

ის გოდარდის კოსმოსური ფრენის ცენტრში, ემსახურება იგივე მიზანს, როგორც SRAG, მაგრამ მექანიკური სისტემებისთვის, რომლებიც მუშაობენ უფრო ეფექტური დამცავი და უფრო ძლიერი მასალების შემუშავებაზე ორბიტაზე გამოსაყენებლად.

„ჩვენ შევძლებთ იმის უზრუნველსაყოფად, რომ ადამიანები, ელექტრონიკა, კოსმოსური ხომალდები და ინსტრუმენტები - ყველაფერი, რასაც რეალურად ვაგზავნით კოსმოსში - გადარჩება იმ გარემოში, რომელშიც ჩვენ მას ვათავსებთ“, - თქვა მეგან კეისიმ, REAG-ის აეროკოსმოსური ინჟინერი. . „იმის მიხედვით, თუ სად მიდიან, ჩვენ ვეუბნებით მისიის დიზაინერებს, როგორი იქნება მათი კოსმოსური გარემო, ისინი დაბრუნდებიან ჩვენთან თავიანთი ინსტრუმენტული გეგმებით და გვეკითხებიან: „გადარჩება თუ არა ეს ნაწილები იქ?“ პასუხი ყოველთვის არის დიახ, არა, ან არ ვიცი. თუ არ ვიცით, სწორედ მაშინ ვაკეთებთ დამატებით ტესტირებას. ეს ჩვენი სამუშაოს აბსოლუტური უმრავლესობაა“.

NASA-ს კვლევა გაგრძელდება და გაფართოვდება არტემისის მისიის მომავალ ეპოქაში. როგორც SLS რაკეტა, ასევე კოსმოსური ხომალდი Orion აღჭურვილი იქნება სენსორებით, რომლებიც გაზომავენ რადიაციის დონეს მთვარის მიღმა ღრმა სივრცეში - კონკრეტულად აკვირდებიან განსხვავებებს შედარებით დონეებში დედამიწის ვან ალენის სარტყლების მიღმა. შეგროვებული მონაცემები და მიღებული გაკვეთილები ამ თავდაპირველი ეკიპაჟის გარეშე ფრენებიდან დაეხმარება NASA-ს ინჟინრებს მომავალში უკეთესი, უფრო დამცავი კოსმოსური ხომალდის აშენებაში.

და როგორც კი საბოლოოდ აშენდება, ეკიპაჟები გემზე შეინარჩუნებს ექსპანსიური გამოსხივების სენსორების კომპლექტს, მათ შორის , შექმნილია იმისთვის, რომ ყურადღებით და განუწყვეტლივ გაზომოს დონეები სადგურში, რადგან ის ერთკვირიან გრძელ ორბიტას აკეთებს მთვარის გარშემო.

„რადიაციული გარემოს ზემოქმედების გაგება არა მხოლოდ მნიშვნელოვანია იმ გარემოს ცნობიერებისთვის, სადაც ასტრონავტები იცხოვრებენ მთვარის სიახლოვეს, არამედ ის ასევე უზრუნველყოფს მნიშვნელოვან მონაცემებს, რომლებიც შეიძლება გამოყენებულ იქნას, როდესაც NASA ემზადება კიდევ უფრო დიდი მცდელობებისთვის, როგორიცაა გაგზავნა. პირველი ადამიანები მარსზე“, - თქვა დინა კონტელამ, Gateway Mission Integration and Utilization-ის მენეჯერმა. .

NASA-მ შესაძლოა მომავალში გამოიყენოს მაგნიტური ბუშტები

ხვალინდელი ლაშქრობები პლანეტათაშორის სივრცეში, სადაც GCR და SEP უფრო გავრცელებულია, მოითხოვს უფრო ყოვლისმომცველ დაცვას, ვიდრე თანამედროვე თანამედროვე პასიური დამცავი მასალები და კოსმოსური ამინდის პროგნოზირების პროგნოზები შეუძლია. და რადგანაც დედამიწის საკუთარი მაგნიტოსფერო ძალიან მოსახერხებელი აღმოჩნდა, მკვლევარებმა ევროკომისიის თანამშრომლები (CORDIS) გამოიკვლია ისეთი პატარას შექმნა, რომ მოერგოს კოსმოსურ ხომალდს, სახელწოდებით კოსმოსური გამოსხივების სუპერგამტარი ფარი (SR2S).

2.7 მილიონი ევროს SR2S პროგრამა, რომელიც 2013 წლიდან 2015 წლამდე მოქმედებდა, გააფართოვა ზეგამტარი მაგნიტების გამოყენების იდეა გამოსხივების შემაჩერებელი მაგნიტური ძალის ველის შესაქმნელად, რომელიც პირველად შეიმუშავა ყოფილმა ნაცისტურმა აერონავტიკის ინჟინერმა ვერნჰერ ფონ ბრაუნმა 1969 წელს. წარმოქმნილი მაგნიტური ველი იქნებოდა. იყოს 3,000-ჯერ მეტი კონცენტრირებული, ვიდრე ის, რომელიც გარს აკრავს დედამიწას და ვრცელდება 10 მეტრიან სფეროზე.

„პროექტის ფარგლებში, უახლოეს თვეებში ჩვენ შევამოწმებთ იპოდრომის ხვეულს MgB2 სუპერგამტარი ლენტით“, - ბერნარდო ბორდინი, CERN-ის საქმიანობის კოორდინატორი SR2S პროექტის ფარგლებში. . ”პროტოტიპის კოჭა შექმნილია სუპერგამტარი მაგნიტური დამცავი ტექნოლოგიის ეფექტურობის რაოდენობრივად შესაფასებლად.”

ის არ დაბლოკავს ყველა შემომავალ რადიაციას, მაგრამ ეფექტურად გამოავლენს ყველაზე მავნე ტიპებს, როგორიცაა GCR, რომელიც მიედინება პასიურ დამცავში, როგორც წყალი წყალში. ასტრონავტების რადიაციის ზემოქმედების სიჩქარის შემცირებით, ისინი შეძლებენ ემსახურონ უფრო და უფრო ხანგრძლივ მისიებს, სანამ მიაღწევენ NASA-ს სიცოცხლის ლიმიტს.

„როდესაც მაგნიტოსფერო გადახრის კოსმოსურ სხივებს, რომლებიც მიმართულია დედამიწისკენ, მაგნიტური ველი, რომელიც წარმოიქმნება კოსმოსური ხომალდის გარშემო მყოფი სუპერგამტარი მაგნიტის მიერ, დაიცავს ეკიპაჟს“, - თქვა დოქტორმა რიკარდო მუზენიჩმა, პროექტის სამეცნიერო და ტექნიკურმა მენეჯერმა. 2014 წელს. „SR2S არის პირველი პროექტი, რომელიც არა მხოლოდ იკვლევს პრინციპებსა და სამეცნიერო პრობლემებს (მაგნიტური ფარის), არამედ ის ასევე აწყდება ინჟინერიის რთულ საკითხებს“.

უკვე აშენდა და გამოსცადა ორი სუპერგამტარი სპირალი, მსუბუქი მაგნიტების შესაქმნელად, მაგრამ ეს ძალიან წინასწარი კვლევაა, გაითვალისწინეთ. CORDIS-ის გუნდი არ ელის, რომ ეს ტექნოლოგია კოსმოსში კიდევ რამდენიმე ათწლეულის განმავლობაში მოხვდება.

ვისკონსინის უნივერსიტეტის - მედისონის ასტრონომიის დეპარტამენტის მკვლევარებმა ახლახან დაიწყეს CORDIS-ის იდეის საკუთარი ვერსიის შემუშავება. მათი (CREW HaT) პროექტი, რომელმაც მიიღო პროტოტიპის დაფინანსება NASA-ს ინოვაციური Advanced Concepts (NIAC) პროგრამიდან თებერვალში, იყენებს „ახალი სუპერგამტარი ფირის ტექნოლოგიას, დასაყენებელ დიზაინს და ახალ კონფიგურაციას მაგნიტური ველისთვის, რომელიც აქამდე არ იყო გამოკვლეული“. UWM ასოცირებული პროფესორის და კვლევის წამყვანი ავტორის, დოქტორ ელენა დ'ონგიას თქმით მაისში.

"HaT გეომეტრია არასოდეს ყოფილა შესწავლილი ამ კონტექსტში ან შესწავლილი არ ყოფილა თანამედროვე სუპერგამტარ ფირებთან ერთად", - თქვა მან. . „ის გადააქვს ბიოლოგიით დამაზიანებელი კოსმოსური სხივების 50 პროცენტზე მეტი (პროტონები 1 გევ-ზე ნაკლები) და მაღალი ენერგიის მაღალი Z იონები. ეს საკმარისია იმისთვის, რომ ასტრონავტების მიერ შთანთქმული რადიაციის დოზა შემცირდეს NASA-ს მიერ დადგენილი კიბოს სიკვდილიანობის ჭარბი რისკის 5 პროცენტზე ნაკლები.

ან ასტრონავტებს შეიძლება ეცვათ ტყვიის ჟილეტები თავიანთი პიროვნების დასაცავად

მაგრამ რატომ უნდა გაიაროთ მთელი კოსმოსური ხომალდის მაგნიტური დაბანის მცდელობა, როცა სინამდვილეში მას მხოლოდ რამდენიმე ტორსი და თავი სჭირდება, რომლებსაც დაცვა სჭირდებათ? ეს არის იდეა უკან (მარე).

ისრაელის კოსმოსური სააგენტოს (ISA) და გერმანიის საჰაერო კოსმოსური ცენტრის (DLR) პარტნიორობით შემუშავებული MARE-ის ორი ჟილეტი იდენტური მანეკენების ბორტზე იქნება შეკრული და კოსმოსში გაშვებული მთვარის მისიის Orion-ის ბორტზე. სამკვირიანი ფრენის დროს მანეკენები, სახელად ჰელგა და ზოჰარი, დედამიწიდან დაახლოებით 280,000 XNUMX მილს გაივლიან და მთვარეზე ათასობით მილის მანძილზე. მათი შინაგანი ნაწილი შექმნილია ადამიანის ძვლებისა და რბილი ქსოვილების იმიტაციისთვის, რაც მკვლევარებს საშუალებას აძლევს გაზომონ რადიაციის სპეციფიკური დოზები.

მისი და-ძმა სწავლობს ISS-ზე (CHARGE), ნაკლებად ფოკუსირებულია ჟილეტის ანტი-რადიო ეფექტურობაზე და უფრო მეტად ერგონომიკაზე, მორგებასა და გრძნობაზე, როდესაც ასტრონავტები ასრულებენ თავიანთ ყოველდღიურ მოვალეობებს. ევროპის კოსმოსური სააგენტო ასევე იძიებს ტანსაცმელზე დაფუძნებულ რადიაციულ დაცვას , "გადაუდებელი მოწყობილობა, რომელიც მიზნად ისახავს დაიცვას ასტრონავტები მზის ინტენსიური რადიაციისგან, როდესაც მოგზაურობენ მაგნიტოსფეროდან მომავალ ღრმა კოსმოსურ მისიებში."

ან გემის კორპუსებს წყალი და პური გავავლებთ!

ერთი ბედნიერი გარემო ტყვიიანი წინსაფრის ტარების დისკომფორტს შორის მიკროგრავიტაციაში და ეგზისტენციალურ წუხილს შორის, რომ პოტენციურად თქვენი სინაფსები მძლავრი ელექტრომაგნიტით დაიშალოს, ცნობილია როგორც. .

”ბუნება არ იყენებს კომპრესორებს, აორთქლებას, ლითიუმის ჰიდროქსიდის კასტერებს, ჟანგბადის სანთლებს ან შარდის პროცესორებს”, - ამტკიცებდა მარკ მ კოენი Arch.D 2013 წლის ნაშრომში. . ”ძალიან გრძელვადიანი მუშაობისთვის - როგორც პლანეტათაშორისი კოსმოსური ხომალდის, კოსმოსური სადგურის ან მთვარის/პლანეტარული ბაზის დროს - ეს აქტიური ელექტრომექანიკური სისტემები მიდრეკილია წარუმატებლობისკენ, რადგან უწყვეტი სამუშაო ციკლები ართულებს შენარჩუნებას.”

ასე რომ, იმის ნაცვლად, რომ დაეყრდნოს მძიმე და რთულ მექანიზაციებს ნარჩენების მასალების დასამუშავებლად, რომლებსაც ასტრონავტები გამოყოფენ მისიის დროს, ეს სისტემა იყენებს ოსმოსის ჩანთებს, რომლებიც ასახავს წყლის გაწმენდის ბუნების პასიურ საშუალებებს. ნაცრისფერი და შავი წყლის დამუშავების გარდა, ეს ჩანთები ასევე შეიძლება ადაპტირებული იყოს ჰაერიდან CO2-ის მოსაცილებლად, საკვებისა და საწვავის წყალმცენარეების გასაშენებლად და კოსმოსური ხომალდის შიდა კორპუსის წინააღმდეგ, რათა უზრუნველყოს უმაღლესი პასიური დაცვა მაღალი ენერგიის ნაწილაკებისგან.

”წყალი უკეთესია, ვიდრე ლითონები [რადიაციული] დაცვისთვის,” - განუცხადა მარკო დურანტემ გერმანიის დარმშტადტის ტექნიკური უნივერსიტეტიდან. . ეს იმის გამო ხდება, რომ წყლის მოლეკულის სამატომიანი ბირთვი შეიცავს მეტ მასას, ვიდრე ლითონის ატომს და, შესაბამისად, უფრო ეფექტურია GCR და სხვა მაღალი ენერგიის სხივების ბლოკირებაში, განაგრძო მან.

ეკიპაჟი შემოთავაზებული Inspiration Mars მისიის ბორტზე, რომელიც 2018 წელს მარსის გარშემო კერძო ასტრონავტებს დახვრიტეს, როცა ორი პლანეტა ორბიტაზე ყველაზე ახლოს იყო XNUMX წელს. ამის შესახებ არაფერი გსმენიათ, რადგან ჩუმად ჩავარდა 2015 წელს. მაგრამ თუ როგორმე მოახერხეს ეს მიღწევა, გეგმა იყო ასტრონავტების ჩანთებში ჩაყრა, სითხის ამოღება ხელახლა გამოსაყენებლად და შემდეგ კოსმოსური ხომალდის კედლებზე ვაკუუმით დალუქული კუბიკების დაგროვება - მათ ყუთებთან ერთად. საკვები - იმოქმედოს როგორც რადიაციული იზოლაცია.

”ეს ცოტა უხერხული ჟღერადობაა, მაგრამ ამ მასალის წასასვლელი ადგილი არ არის და ის ქმნის დიდ რადიაციულ დაცვას,” - განუცხადა დენის ტიტოს მიერ დაფინანსებული არაკომერციული ორგანიზაციის წევრმა ტაბერ მაკკალუმმა. New Scientist. „საჭმელი შეინახება კოსმოსური ხომალდის კედლებზე, რადგან საკვები კარგი რადიაციული დამცავია“. ეს უბრალოდ სწრაფი გასეირნებაა შემდეგი პლანეტისკენ, ვის სჭირდება სანტექნიკა და სარჩო?