Mittausinstrumentti Curiosity-laskeutujassa on vahvistanut edelliset tutkimustulokset koskien avaruussäteilyn avaruuslentäjille aiheuttamia haittavaikutuksia ja tulevaisuudessa Marsiin matkaavat astronautit tarvitsevat säteilysuojat.
Curiosity-laskeutujan säteilymittausinstumentti RAD keräsi tietoa kahdeksan kuukauden avaruuslennon aikana vuosina 2011 ja 2012 varmistaen tietokonemallien avulla tehdyt ennusteet, joiden mukaan säteilyaltistus matkalla Marsiin on monisatakertainen verrattuna säteilyaltistukseen Maan pinnalla.
Instrumentti sijaitsi lämpökilven ja aerodynamiikkarungon sisällä, jossa olosuhteet eivät ole niin erilaiset kuin avaruuskapselin sisällä, mitaten silti haitallisen paljon kosmisia hiukkasia jotka olivat peräisin Auringosta ja syvän avaruuden kohteista.
Tämä matkalla kerätty säteilytieto on kriittisen tärkeää kosmisten säteiden ja Aringosta peräisin olevien hiukkasten aiheuttamien vaarojen ja vaikutusten ymmärtämisessä koskien sitä matkustusympäristöä jota kehitetään syvän avaruuden tutkimustehtäviä silmällä pitäen, totesi NASAn Johnsonin avaruuskeskuksen säteilyterveysvastaava Eddie Semones.
Vastoin lähes jatkuvaa tasaista hiukkasvirtaa, joka saapuu aurinkokuntaan supernovaräjähdyksistä ja muista galaksin kohteista, Curiosity kohtasi matkansa varrella viisi toisenlaisen aurinkoenergeettisen säteilyn piikkiä, joissä säteilyhiukkaset syöksyivät poispäin Auringosta. Nämä hiukkaset ovat peräisin auringonpilkuista ja koronan massapurkauksista.
Semones totesi että säteilyinstrumentin data vahvisti muiden ennustemallien ja muiden avaruuslentojen aikana kerättyjen tietojen päätelmät. "Saimme selville matkan aikana että kosmisen säteiden annos oli keskimäärin 1.8 millisieverttiä vuorokaudessa", totesi Southwest-tutkimusinstituutin päätutkija Cary Zeitlin. "Tämä data on hyvin linjassa aiempien Apollo- ja Skylab-ohjelmissa saatujen tietojen kanssa."
Tutkijat mittaavat säteilyannoksia sieverteissä. Semonesin mukaan 1 sievertin säteilyaltistus nostaa henkilön riskiä sairastua elinaikanaan tappavaan syöpään 5 prosentilla.
Kuuden kuukauden aikana Curiosityn RAD-instrumentti havaitsi 330 millisievertin verran kosmista säteilyä. Kansainvälisellä avaruusasemalla, jossa on polyetyleenisuojaus säteilyä vastaan ja joka kiertää Maata Van Allenin säteilyvyöhykkeiden alla, miehistöt altistuvat tyypillisesti puolessa vuodessa noin 100 millisievertin säteilyannokselle.
Luvut eivät ota mukaan aurinkoenergeettisiä hiukkasia, jotka vastasivat noin viittä prosenttia säteilyinstrumentin Mars-matkan aikana havaitsemasta säteilymäärästä. Auringon suuremman aktiivisuuden aikana astronautit saattaisivat altistua suuremmille säteilymäärille.
 |
| Tässä kuvassa on vertailu säteilyannoksista useille eri tyyppisille altistustilanteille , mukaan lukien laskelma matkasta Maasta Marsiin perustuen RAD-instrumentin keräämään tietoon Curiosityn matkassa kohti Marsia. Pystyskaala on logaritminen; jokainen arvo on edellistä kymmenen kertaa isompi. Kuva: NASA/JPL-caltech/SWRI. |
"Säteily syvän avaruudessa on useita satoja kertoja voimakkaampaa kuin se on Maan päällä ja se on näin jopa suojatun avaruusaluksen sisällä, kuten MSL on, jossa mittaukset suoritettiin", Zeitlin sanoi. Zeitlinin mukaan Curiosityn havaitsemat säteilytasot muokattuna kuvaamaan vaikutusta ihmiseen, ovat verrannolliset annokseen, jonka ihminen saisi jos hänestä otettaisiin vatsaröntgen joka kuudes päivä.
Semones totesi että 500 päivän Mars-lennon aikana useimmat avaruuslentäjät ylittäisivät NASAn säteilymaksimisuositukset, jotka rajoittavat yksilön säteilyaltistuksen tasolle joka ei aiheuttaisi kuin korkeintaan 3 prosentin lisäyksen riskissä saada tappava syöpä. Semones totesi myös että 3 prosentin sääntöä pyritään soveltamaan myös näissä pidempiaikaisissa avaruuslennoissa.
Curiosityn RAD-instrumentti jatkaa säteilytiedon keräämistä päivittäin kuten se on tehnyt Marsiin laskeutumisesta elokuussa 2012 lähtien. Tutkijat käyttävät tätä tietoa arvioidakseen millaiselle säteilyaltistukselle avaruuslentäjät altistuisivat Marsin pinnalla.
Insinöörit ja tutkijat käyttävät kerättyä säteilytietoa kehittäessään miehistöalusta syvän avaruuden tutkimista varten. Semonesin mukaan tietoa voidaan soveltaa NASAn asteroiditehtävään ja Kuun liepeille suuntautuville miehitetyille matkoille, joiden on suunniteltu alkavan vuonna 2021.
"RAD-instrumentin keräämä tieto auttaa meitä suunnittelemaan syvän avaruuden asuintiloja, joissa avaruuslentäjät eläisivät matkalla Marsiin ja se auttaa meitä parantamaan säteilysuojausta avaruussäteilyn haitallisia vaikutuksia vastaan", sanoi NASAn kehittyneiden tutkimusjärjestelmien ohjelman varajohtaja Chris Moore. Tilapäisten korkean säteilyn tilanteiden varalle NASA voisi kehittää "myrskysuojan" eli tilan jossa avaruuslentäjät voisivat oleskella kunnes uhkaava tilanne on ohi, Moore sanoi.
 |
| Tämä taiteilijan näkemys vertailee Mars Scienece Laboratoryn matkavaihetta ja lämpökilpeä Orion-avaruusalukseen, jota kehitetään viemään avaruuslentäjät syvään avaruuteen. Kuva: NASA/JPL-Caltech/JSC |
Astronauttien oleskelutilat tarvitsevat pysyvämpää suojausta kosmisia säteitä vastaan. Moore sanoi että vesi avaruusmodulien seinissä auttaisi vaimentamaan säteilyä tai avaruuslentäjät voisivat varastoida suojakseen vetyrikasta ruokaa ja tarvikkeita asuintilojensa ympärille. Mutta senkin jälkeen uusia suojaustoimia tarvitaan. NASAn mukaan on tärkeää kehittää voimakkaampia rakettijärjestelmiä lyhentämään matka-aikoja, koska kosmisten säteiden pysäyttämiseen vaadittavat useiden metrien materiaalipaksuudet ovat kokonsa vuoksi epäkäytännöllisiä ja liian raskaita.
Semonesin mukaan tarvitaaan kumpaakin, sekä suojausta että nopeampia aluksia. "Perille pitää päästä nopeammin jotta altistusajat kosmisille säteille lyhenevät ja tarvitaan paikallinen suojaus aluksessa suojaamaan Auringosta peräisin olevilta hiukkasilta."
Moore sanoi että NASA työskentelee aurinkosähköisen propulsiojärjestelmän parissa, se käyttää sähköä kiihdyttämään ioneja ja tuottamaan alhaisen mutta pysyvän työntövoiman osana viraston syvän avaruuden tutkimusohjelman teknologiakehitystyötä, jossa on mukana ehdotus ottaa kiinni ja tutkia asteroidia.
"Päästäksemme todella nopeisiin matkanopeuksiin ja vähentääksemme säteilyaltistusta, tarvitsisimme todennäköisesti ydintermisen propulsiojärjestelmän", Moore sanoi. "Työskentelemme Yhdysvaltojen energiaviraston kanssa tutkiessamme erilaisia polttoaineratkaisuja tällaisiin rakettijärjestelmiin. Tosin kehitystyö on pitkän aikavälin projekti, johon kulunee vielä monia vuosia ennen kuin se on valmis."
Mooren mukaan ydinpropulsio voisi leikata yhdensuuntaisen matka-ajan Maasta Marsiin suunnilleen 180 päivään.
Lähde: www.spaceflightnow.com/mars/msl/130530rad/
Ei kommentteja:
Lähetä kommentti