Космічний корабель Orion місії Artemis I повинен приземлитися в Тихому океані в неділю. Разом з ним на Землю повернуться два людські фантоми, поміщені в капсулу. Хельга і Зохар, як їх називали, вивчали вплив космічних променів на організм людини. Дані, які вони збирають, допоможуть забезпечити безпеку майбутніх дослідників далекого космосу. До експерименту залучено Інститут ядерної фізики Польської академії наук.
Космічний корабель Orion був запущений у подорож навколо Місяця в середині минулого місяця за допомогою ракети Space Launch System (SLS). Так почалася місія Артеміди I, яка є одним із кроків до повернення людини на Срібну кулю. У неділю капсула має повернутися на Землю, хлюпаючи в Тихому океані.
У вівторок після 9 години ранку NASA повідомило, що Оріон знаходиться на понад 236 тисяч кілометрів над нашою планетою. Об’єкт рухається зі швидкістю 4163 кілометри на годину.
25 листопада Оріон здійснив найближчий проліт повз місячну поверхню.
Фантоми людини вивчали космічні промені
Разом з космічним кораблем на Землю приземляться два фантоми, розміщені всередині Orion, в рамках експерименту MARE (MATROSHKA AstroRad Radiation Experiment). Основною метою місії Artemis I було випробування пілотованого космічного корабля Orion у навколомісячному польоті без екіпажу з фантомами на борту. Відсутність пасажирів на першому етапі програми Artemis вирішили використати для перевірки сучасних знань про вплив космічного випромінювання на організм людини.
Фантомів назвали Хельга та Зоар, кожен вагою 39 кілограмів. Другий з них був оснащений захисною бронею AstroRad виробництва ізраїльської компанії StemRad. Фантоми оснащені численними детекторами космічного випромінювання.
На запрошення Німецького космічного центру (DLR) у Кельні в експерименті бере участь координатор проекту MARE Інститут ядерної фізики Польської академії наук (IFJ PAN) у Кракові. Як наголошує польський інститут у своєму повідомленні, серед численних загроз, які підстерігають космонавтів, які здійснюють далекі космічні подорожі, найсерйознішою і водночас найважчою для усунення є вплив шкідливих доз космічного випромінювання.
Як пояснив проф. доктор хаб. Павла Більського (IFJ PAN), цей експеримент є «продовженням серії експериментів, проведених на Міжнародній космічній станції в 2004-2009 роках в рамках проекту MATROSHKA, в якому ми також брали участь». «Тоді дані про дози радіації обов’язково збирали на низькій навколоземній орбіті. Зараз завдяки американській місії Artemis I людські фантоми, начинені детекторами радіації, вперше вийшли за межі захисного діапазону не тільки земної атмосфери, але й магнітосфера», – пояснює він.
Фантоми Хельги і ЗохараНАСА/Френк Мішо
«Читання надійне і відносно просте, хоча й нетривіальне»
Для отримання інформації про дози космічного випромінювання, поглиненого окремими частинами тіла людини, у всьому об’ємі фантомів через кожні три сантиметри розмістили від чотирьох до шести малих пасивних детекторів випромінювання з фториду літію. Крім того, в місцях найважливіших органів встановлені активні кремнієві детектори. Загалом в обох фантомах встановлено понад десять тисяч пасивних і 34 активних сповіщувачів, повідомляє IFJ PAN.
«Внесок нашого інституту в експеримент MARE — це перш за все 276 пасивних термолюмінесцентних детекторів у фантомі ZOHAR і ще 288 детекторів у 12 пакетах вимірювань на поверхні обох фантомів», — зазначає проф. Більські. Він додає, що «ці детектори мають форму тонких білих кульок діаметром кілька міліметрів». Основним матеріалом, який використовується для виробництва детекторів IFJ PAN, є фторид літію, збагачений ретельно відібраними домішками.
Пояснили, що зчитування дози радіації, зафіксованої детектором фториду літію, можливе завдяки явищу термолюмінесценції. У лабораторії окремі детектори поступово нагрівають до температури в кілька сотень градусів Цельсія. Підведена енергія змушує електрони почати вистрибувати з послідовних метастабільних енергетичних пасток. Деякі з них швидко рекомбінують, що супроводжується випромінюванням фотонів. В результаті виникає світіння, яке фізики називають термолюмінесценцією.
Як описав проф. Більскі, «наші детектори з фториду літію працюють таким чином, що кількість світла, випромінюваного під час їх нагрівання, пропорційна дозі, що виділяється частинками космічного випромінювання, які взаємодіють з матеріалом». Він зазначає, що «читання інформації тому надійне і відносно просте, хоча й не тривіальне». Він пояснює, що «різні пастки в матеріалі мають різні властивості та спустошуються при різних температурах».
Детектори мають повернутися до Краківського інституту
Вимірювання в рамках експерименту MARE в першу чергу спрямовані на перевірку сучасних знань про вплив космічного випромінювання на організм людини. Пріоритетом є зниження ризиків для астронавтів до мінімуму, але дослідження також мають суто практичний вимір. Справа в тому, що надмірно обмежувальні стандарти безпеки не обмежують діяльність людини в далекому космосі, – підкреслює IFJ PAN.
Якщо повернення космічного корабля Orion місії Artemis I буде успішним, детектори з фантомів Zohar і Helga незабаром повернуться до Інституту ядерної фізики Польської академії наук для зчитування даних. Попередні результати зафіксованих ними доз космічного випромінювання міжнародна команда експерименту MARE представить протягом перших місяців наступного року.
Назад на Місяць Адам Земенович/PAP
Політ екіпажу в капсулі Orion запланований на місію Artemis II через два роки. Астронавти мають облетіти наш природний супутник. Потім, у 2025 році, місія Artemis III має висадитися на поверхню Місяця.
Основне джерело фото: НАСА/Френк Мішо
