H ESA ετοιμάζει την ενεργή παρακολούθηση της έκθεσης των αστροναυτών στην ακτινοβολία

Η ακτινοβολία είναι ένα αόρατος κίνδυνος στις επανδρωμένες διαστημικές πτήσεις, ωστόσο ένα νέο σύστημα παρακολούθησης για τους αστροναύτες της ESA δίνει ένα στιγμιότυπο της έκθεσής τους στην ακτινοβολία σε πραγματικό χρόνο. Τα αποτελέσματα θα καθοδηγήσουν τους ερευνητές να προετοιμαστούν για τις μελλοντικές αποστολές στο βαθύ διάστημα. Είναι ένα βασικό στοιχείο του νέου συστήματος που εκτοξεύθηκε πρόσφατα σε τροχιά με το Falcon 9, στον Διεθνή Διαστημικό Σταθμό, εξασφαλίζοντας ότι θα είναι έτοιμο για την αποστολή του αστροναύτη της ESA Thomas Pesquet στον Σταθμό, τον Νοέμβριο.

Κατά γενικό κανόνα, η έκθεση στην ακτινοβολία αυξάνει με το υψόμετρο – οι άνθρωποι που ζουν στα βουνά λαμβάνουν περισσότερη από εκείνους που ζουν στο επίπεδο της θάλασσας, ενώ τα πληρώματα των αεροπορικών εταιρειών λαμβάνουν μια μικρή αλλά αισθητή επιπλέον δόση. Οι αστροναύτες σε τροχιά δέχονται ακόμα περισσότερη ακτινοβολία – έχουν επίσημα χαρακτηριστεί ως εργαζόμενοι σε ακτινοβολία. Η ατομική δόση για το σύνολο της πτήσης μετριέται προσεκτικά, κρατώντας ένα δοσίμετρο στο σώμα τους, για να διατηρήσει την συνολική έκθεση της σταδιοδρομίας τους εντός ασφαλών ορίων.

«Ενώ είναι εξελιγμένα, αυτά τα δοσίμετρα είναι παθητικά», εξηγεί ο Ulrich Straube, ακτινολόγος και χειρουργός πτήσης στο Ευρωπαϊκό Κέντρο Αστροναυτών στην Κολωνία της Γερμανίας. «Για να αποκτηθεί μια σαφέστερη εικόνα του περιβάλλοντος ακτινοβολίας των αστροναυτών, έχουμε αναπτύξει ένα ηλεκτρονικό δοσίμετρο που μπορεί να παρέχει σχεδόν στιγμιαίες πληροφορίες του ατόμου που το φέρει, για την τρέχουσα έκθεση σε ακτινοβολία και τη δυναμική του άμεσου περιβάλλοντός τους. Αυτό το νέο σύστημα είναι επίσης αρκετά ευαίσθητο για να διαχωρίζει τους διάφορους τύπους ακτινοβολίας, συμπεριλαμβανομένων των υψηλών ενεργειών της κοσμικής ακτινοβολίας που προέρχονται από μακριά έξω από τον Γαλαξία μας».

Ενώ μέρος της διαστημικής ακτινοβολίας προέρχεται από τον Ήλιο, με τη μορφή έντονων αλλά βραχύβιων «γεγονότων ηλιακών σωματιδίων», ο πραγματικός κίνδυνος για τις μελλοντικές αποστολές στο βαθύ διάστημα – πέραν της προστασίας από τη μαγνητική ασπίδα της Γης – προέρχεται από «γαλαξιακή κοσμική ακτινοβολία», η οποία έρχεται πέρα από το ηλιακό μας σύστημα και αποτελείται από υψηλής ενέργειας – υψηλής ταχύτητας ατομικούς πυρήνες που «ξερνιούνται» από άστρα που πεθαίνουν.

Η πολύ υψηλή ενέργεια της γαλαξιακής κοσμικής ακτινοβολίας σημαίνει ότι οι αστροναύτες δεν μπορούν να προστατευθούν εξ ολοκλήρου. Πάντως, παχιές ασπίδες θα μπορούσαν – αντίθετα από κοινή αντίληψη – να αυξήσουν την έκθεση, με την παραγωγή «βροχής» δευτερογενών σωματιδίων. «Σίγουρα χρειάζονται περισσότερα στοιχεία για να βοηθήσουν στην ανάπτυξη χρήσιμων τρόπων για τη μείωση αυτού του κινδύνου», προσθέτει ο Dr Straube. «Παραδοσιακές μετρήσεις παθητικού δοσίμετρου μπορούν να διαβαστούν μόνο μετά το γεγονός, πίσω στη Γη σε περιβάλλον εργαστηρίου».

Το νέο Προσωπικό Ενεργό Δοσίμετρο Ευρωπαϊκού Πληρώματος – EuCPAD – περιλαμβάνει μια μονάδα που μπορεί να φορεθεί με μια συσκευή αποθήκευσης για τη φόρτιση της μπαταρίας και τη μεταφορά δεδομένων – ανάλογο με ένα σταθμό φόρτισης smartphone, αν και πολύ πιο περίπλοκο.

Τον περασμένο Σεπτέμβριο, το σύστημα υποβλήθηκε στην πρώτη πραγματική δοκιμή του, όταν μια κινητή μονάδα «πέταξε» με τον αστροναύτη της ESA Andreas Mogensen για την αποστολή του στον Σταθμό. Η μονάδα μέτρησε την έκθεση στην ακτινοβολία από την εκτόξευση ως την τροχιά. Είναι η πρώτη φορά που μετρείται δοσιμετρία πραγματικού χρόνου, ενώ συνέχισε να εκτελεί μια σειρά από ελέγχους παρακολούθησης στον Διαστημικό Σταθμό.

Ως επόμενο βήμα, η συσκευή αποθήκευσης που εκτοξεύθηκε από τον Σταθμό στην πτήση Space-X Dragon την περασμένη Δευτέρα, θα επιτρέπει στους χρήστες της να παραδίδουν στοιχεία τακτικά στους ερευνητές στο έδαφος. Έχοντας περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το πού και πότε συμβαίνει έκθεση σε ακτινοβολία, είναι ένα σημαντικό πλεονέκτημα του συστήματος. Η γνώση για το ποιες ενότητες του Σταθμού παρέχουν την καλύτερη θωράκιση θα μπορούσε να είναι πολύτιμη για το σχεδιασμό μελλοντικών διαστημόπλοιων βαθέως διαστήματος.

Επαναληπτικές δοκιμές έχουν προγραμματιστεί κατά τις επερχόμενες ευρωπαϊκές αποστολές στο τροχιακό συγκρότημα, ξεκινώντας με τον Thomas Pesquet τον ερχόμενο Νοέμβριο.