ESA-testmaterialen om astronauten te beschermen tegen kosmische straling

Anonim

ESA-testmaterialen om astronauten te beschermen tegen kosmische straling

Ruimte

Darren Quick

11 oktober 2012

3 afbeeldingen

Astronauten die een voorgesteld diep ruimtestation aan de andere kant van de maan bemannen, zouden een verbeterde stralingsbescherming nodig hebben (Afbeelding: NASA)

Met astronauten die zich buiten de bescherming van het magnetisch veld van de aarde bevinden, blootgesteld aan hoge niveaus van kosmische straling, heeft de European Space Agency (ESA) samengewerkt met de Duitse GSI (Gesellschaft für Schwerionenforschung) deeltjesversneller op zoek naar af te schermen materialen. toekomstige astronauten die naar de maan gaan, de asteroïden en Mars, of een ruimtestation bemannen voorbij de maan. Tot de kandidaten die worden beoordeeld behoren de bodem van maan en Mars.

Evenals galactische kosmische straling bestaande uit atoomkernen geproduceerd door stervende sterren, stelt deep space astronauten ook bloot aan schadelijke straling geproduceerd door de zon in "gebeurtenissen van zonnedeeltjes", maar deze zijn opgebouwd uit protonen die relatief gemakkelijk kunnen worden afgeschermd. Gelukkig beschermt het magnetisch veld van de aarde ons en degenen aan boord van het Internationale Ruimtestation (ISS) die in het veld cirkelen, tegen het grootste deel van de schadelijke ioniserende straling die buiten ons zonnestelsel voortkomt. Maar waag het buiten het magnetische veld zonder bescherming en uw cellen zullen zeker tegenvallen.

Het eenvoudig produceren van dikkere en dichtere metalen stralingsafscherming om astronauten te beschermen, is niet noodzakelijk het antwoord, want hoog-ioniserende, hoogenergetische deeltjes - of HZE's - kunnen douches van nog schadelijkere secundaire deeltjes produceren bij het slaan van metalen schilden.

Dit is de reden waarom de ESA een tweejarig project uitvoert om de meest veelbelovende materialen te beoordelen om afscherming tegen deze schadelijke straling te bieden. Formeel bekend als ROSSINI (stralingsafscherming door ISRU (gebruik van in-situ hulpbronnen) en / of innovatieve materialen voor EVA, voertuig en habitat), gebruikt het project het GSI Helmholtz Center for Heavy Ion Research in Darmstadt, Duitsland, dat de enige is Europese faciliteit die in staat is om de hoge energie zware atoomkernen te simuleren die te vinden zijn in galactische kosmische straling.

De eerste testronde werd echter onlangs uitgevoerd in het Space Radiation Laboratory van NASA in Brookhaven in New York. Het team heeft verschillende veelbelovende materialen beoordeeld, waaronder aluminium, water, polyethyleen plastic, meerlagige structuren en gesimuleerd maan- en marsmateriaal. De laatste twee werden gekozen voor onderzoek vanwege hun toegankelijkheid voor planetaire expedities.

"We hebben ook bevestigd dat een nieuw type opslagmateriaal voor waterstof een bijzondere belofte inhoudt", zei Alessandra Menicucci, die toezicht houdt op het project en merkt op dat "in het algemeen, hoe lichter de atomische kernen van een materiaal zijn, hoe beter de bescherming."

Met behulp van de Geant4-toolkit voor het simuleren van deeltjes die opvallen, ontdekten de onderzoekers dat water en polyethyleen beter presteerden dan aluminium, terwijl nieuwe waterstofrijke materialen die oorspronkelijk door Cella Energy in het Verenigd Koninkrijk waren ontwikkeld voor het opslaan van waterstofbrandstof nog beter presteerden.

Het onderzoek zal worden voortgezet met de resultaten die beschikbaar worden gesteld voor de planning van toekomstige bemande ruimtemissies.

Bron: ESA

Experimentele opstelling voor het testen van stralingsafschermende eigenschappen van gesimuleerde materialen van de maan en Mars met links de maanregoliet, het maanbeton in het midden en Mars regolith aan de rechterkant (Foto: ROSSINI)

Astronauten die een voorgesteld diep ruimtestation aan de andere kant van de maan bemannen, zouden een verbeterde stralingsbescherming nodig hebben (Afbeelding: NASA)

GSI 's lineaire versneller UNILAC (UNIversal Linear ACcelerator) die zal worden gebruikt om de afschermingseigenschappen van verschillende materialen te beoordelen (Foto: GSI)

Wilt u een schonere, snellere laad- en reclamevrije leeservaring?
Probeer Nieuwe Atlas Plus. Schrijf je nu in voor slechts $ 19 per jaar.