Fanno parte dell'esperimento che si svolge nella prima missione del programma Artemis della NASA anche i dosimetri del Dipartimento di ricerca spaziale dell'ELKH Center for Energy Research (CER). La missione fornirà dati chiave sul campo di radiazione cosmica per la futura creazione di veicoli spaziali con equipaggio umano, una stazione spaziale in orbita lunare e una base lunare.
Pronto per il lancio
Secondo le ultime informazioni, la finestra di lancio della prima fase di Artemis si aprirà oggi tra le 14:33 e le 16:33 CET. La navicella Orion e il razzo SLS (Space Launch System) sono già assemblati e sono in attesa dei test pre-lancio. “Launch Complex 39B”, il luogo iconico dei lanci dell'Apollo e dello Space Shuttle è stato rinnovato e sarà il punto di partenza di questa storica serie di missioni, segnalato da ek-cer.hu.
Stiamo entrando in una nuova era del viaggio umano nello spazio e ci avviciniamo per vedere di nuovo un umano camminare sulla superficie della Luna. Utilizzando l'esperienza acquisita in queste missioni possiamo fare seri progressi nel realizzare un viaggio umano sicuro e fattibile su Marte. La missione Artemis della NASA mira ad aprire un nuovo capitolo nel campo dell'esplorazione spaziale umana con una forte collaborazione internazionale; costruire una nuova navicella spaziale che trasporta personale umano sulla Luna, una stazione spaziale orbitante e una base sulla superficie. A seguito di molti anni di preparazione, lanci posticipati, scadenze allungate e ripensamento del budget, il sistema che consente il primo volo di prova lunare della navicella Orion (Exploration Mission-1) è pronto. Le misurazioni delle radiazioni spaziali sono uno dei compiti principali durante la missione, al fine di comprendere i potenziali effetti negativi sulla salute sui futuri astronauti che lavorano nel duro ambiente cosmico.
Grazie ai quattro decenni di esperienza nel rilevamento delle radiazioni cosmiche, il Laboratorio di ricerca spaziale del Center for Energy Research parteciperà al prossimo "salto gigantesco" dell'umanità sotto diversi aspetti (vedi anche: "Strumento ungherese in orbita attorno alla Luna"). Il cosiddetto gruppo di "dosimetria passiva" del laboratorio (che utilizza rivelatori non elettrici) è stato invitato a prendere parte alla prima fase importante del programma: il volo senza equipaggio della navicella spaziale Orion intorno alla Luna. I posti dell'equipaggio saranno occupati dai cosiddetti fantasmi umanoidi aventi diverse centinaia di dosimetri integrati all'interno e montati all'esterno del loro corpo per scopi di misurazione.
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Un fantasma nello spazio
Ci sono molte questioni chiave relative alle radiazioni che devono essere studiate attentamente quando si pianificano le missioni umane, come la comprensione della relazione tra l'esposizione della pelle e la dose assorbita negli organi interni, la progettazione delle condizioni ottimali di schermatura dalle radiazioni e la determinazione dei limiti di dose appropriati . Studiare la penetrazione dei raggi cosmici all'interno del corpo è possibile solo con l'aiuto di manichini umanoidi – e questa non è un'idea nuova. Le imitazioni del cranio umano sono state utilizzate nelle misurazioni delle radiazioni già negli anni '1990 a bordo di diverse navette spaziali e anche della stazione spaziale Mir.
I ricercatori di EK hanno partecipato a una serie di esperimenti in passato utilizzando un fantasma altamente dettagliato realizzato dall'Agenzia spaziale e aeronautica tedesca (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt, DLR) sponsorizzata dall'Agenzia spaziale europea (ESA). I tessuti molli e i polmoni del fantasma nel programma Matroshka erano fatti di poliuretano a bassa densità identico al tessuto e avevano vere ossa umane. Centinaia di posizioni di misurazione sono state progettate all'interno del corpo per rivelatori di radiazioni attivi (che richiedono energia) e passivi (post-valutazione). Le misurazioni sono state eseguite all'esterno della Stazione Spaziale Internazionale e successivamente all'interno di vari moduli tra il 2004 e il 2011. È interessante notare che fantasmi simili vengono utilizzati nel test e nella calibrazione delle apparecchiature di irradiazione per radioterapia nell'assistenza sanitaria.
L'esperimento MARE
Il Matroshka AstroRad Radiation Experiment (MARE) eseguito a bordo della navicella Orion applicherà anche fantasmi umanoidi, anch'essi prodotti dalla DLR nell'ambito di un contratto ESA. I ricercatori esperti nelle misurazioni fantasma stanno partecipando all'esperimento utilizzando i loro set di dosimetri provenienti da diversi paesi (Austria, Belgio, Repubblica Ceca, Germania, Ungheria, Polonia, Stati Uniti e Giappone). Analogamente alle missioni Matroshka, l'obiettivo è determinare la quantità e la qualità delle radiazioni ionizzanti assorbite in diversi tipi di tessuto, valutando così l'esposizione alle radiazioni dell'equipaggio. Una differenza essenziale è che in questo caso i fantasmi stanno imitando il corpo femminile. La differenza nella distribuzione dei tessuti e nella struttura degli organi del corpo maschile e femminile sono importanti dal punto di vista biologico e di radioprotezione, quindi i nuovi risultati saranno unici. Durante la missione due fantasmi identici – chiamati Helga e Zohar – saranno seduti fianco a fianco e Zohar indosserà anche il giubbotto di protezione dalle radiazioni AstroRad. Il giubbotto è già stato testato a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, ma il viaggio lunare crea condizioni uniche che portano a nuove utili informazioni. Oltre alle 1,400 posizioni dei sensori all'interno dei fantasmi, verranno effettuate misurazioni anche sulla superficie esterna del giubbotto per valutare quanta dose di radiazioni può essere evitata quando si indossa l'equipaggiamento protettivo.
Il dosimetro passivo imposta
Ci sono parecchi dati di dosimetria disponibili dalle missioni Apollo, quindi i risultati della missione MARE promettono di essere molto importanti. I team di ricerca partecipanti conducono misurazioni nel modulo Columbus della Stazione Spaziale Internazionale da oltre 10 anni nell'ambito degli esperimenti DOSIS-3D. Utilizzando l'esperienza maturata nella collaborazione, è stato sviluppato un apparato di misura in cui la radiazione cosmica può essere rilevata contemporaneamente con diversi tipi di dosimetri passivi. Questi set costituiti da dosimetri termoluminescenti e rilevatori di tracce nucleari a stato solido saranno posizionati sulla superficie corporea dei fantasmi e rispettivamente sotto e sopra il giubbotto di protezione dalle radiazioni. Sulla superficie dei rivelatori di tracce nucleari allo stato solido le particelle con rilascio di energia maggiore (come protoni e atomi che volano a velocità prossime a quella della luce durante le esplosioni di supernova) provocano tracce visibili, mentre rivelatori termoluminescenti memorizzano le informazioni delle particelle con minore il rilascio di energia (radiazioni gamma, neutroni) attraversa le pareti del veicolo spaziale. Questi rivelatori saranno valutati nelle strutture a terra al termine della missione.
Infine, sulla base dei risultati dell'esperimento di 42 giorni, saremo in grado di scoprire che tipo di condizioni di radiazione prevalgono nella navicella Orion e quanto sia efficace il giubbotto di protezione dalle radiazioni AstroRad. Integrando tutte queste informazioni con i dati dei più moderni dosimetri attivi (elettronici) e molti altri strumenti di bordo, l'umanità può acquisire conoscenze che contribuiranno notevolmente all'esecuzione sicura di ulteriori missioni Artemis. Ai prossimi passi parteciperà anche il Center for Energy Research, ANDIAMO anche noi alla stazione spaziale Gateway!
Fonte: ek-cer.hu
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