Kosmická loď Orion má vozit astronauty do hlubšího vesmíru a tak je musí ochránit před drsnými podmínkami, které tam panují. Na bezpilotní misi Artemis I výzkumníci z NASA i dalších organizací umístili na palubu lodi Orion několik přístrojů k měření, jakou dávku radiace by dostali potenciální astronauti na palubě. O měření v Orionu se staralo 5600 pasivních senzorů a 34 aktivních detektorů. Ty během 25,5 dne trvající mise k Měsíci a zpět poskytovaly důležitá data o radiační zátěži v různých fázích letu včetně průletu skrz van Allenovy radiační pásy.
Zdroj: https://www.nasa.gov/
Tyto podrobné poznatky byly nyní publikovány v nedávném vědeckém článku díky společné snaze skupiny pro kosmickou radiační analýzu z agentury NASA a jejich kolegů z německé agentury DLR a evropské ESA. Výsledky měření ukazují, že radiační dávky se mohou lišit podle místa v lodi Orion, ale samotná loď jako celek dokáže ochránit svou posádku před potenciálně nebezpečnými úrovněmi záření během lunárních misí. Kosmická radiace představuje největší riziko pro pilotované dlouhodobé kosmické mise. Poznatky z nedávné mise Artemis I představují kriticky důležitý krok k budoucímu pilotovanému průzkumu mimo nízkou oběžnou dráhu Země, tedy u Měsíce a jednou snad i u Marsu.
Mezi přístroji, které v Orionu měřily radiaci, bychom našli přístroje HERA (Hybrid Electronic Radiation Assessor) a Crew Active Dosimeter od NASA, které byly předtím testovány na ISS, ale i Active Dosimeter od ESA. Radiační senzor HERA dokáže varovat členy posádky, aby se mohli v případě radiační události (třeba sluneční erupce) schovat do úkrytu. Crew Active Dosimeter umí v reálném čase pro astronauty sbírat data o radiačních dávkách a přenášet je na Zemi k dalšímu sledování. Radiační měření byla prováděna v různých částech kosmické lodě, kde jsou k dispozici odlišné úrovně stínění.
Kromě toho dvě figuríny lidských trupů v životní velikosti z experimentu Matroshka AstroRad Radiation Experiment, který realizovaly společně agentury NASA a DLR, disponovaly radiačními senzory, které sledovaly účinky kosmického záření na lidské tkáně. Tyto figuríny umožnily měřit radiační dávky v různých částech těla, čímž poskytly cenný vhled do toho, jak může radiace ovlivňovat astronauty v hlubším vesmíru. Výzkumníci zjistili, že Orion dokáže ochránit posádku před potenciálně nebezpečnými úrovněmi radiace při lunárních misích. Ačkoliv stínění lodi bylo účinné, rozsah obdržené dávky se může značně lišit v závislosti na orientaci kosmické lodi v konkrétním prostředí. Když Orion změnil svou orientaci během zážehu motoru horního stupně ICPS, úroveň radiace klesla téměř na polovinu kvůli vysoce směrové povaze záření ve Van Allenově pásu.
V kosmické lodi Orion bylo při misi Artemis I přibližně 5600 pasivních a 34 aktivních detektorů (experimenty MARE, HERA, EAD a CAD). Více v článku George, S.P., Gaza, R., Matthiä, D. et al. Space radiation measurements during the Artemis I lunar mission. Nature 634, 48–52 (2024). pic.twitter.com/8PWllEfmkZ
— Michal Vaclavik (@Kosmo_Michal) October 10, 2024
„Tato radiační měření ukazují, že máme v Orionu účinnou strategii pro řešení radiačního rizika. Klíčovou výzvou, především pro dlouhodobé mise, zůstává ochrana astronautů během výstupů,“ hodnotí Stuart George, hlavní autor článku. Dlouhodobé úsilí a výzkum NASA v oblasti snižování rizik kosmické radiace pokračují. Měření radiace při budoucích misích bude do značné míry záviset na stínění kosmických lodí, trajektorii a sluneční aktivitě. Stejný hardware pro měření radiace, který byl použit při letu Artemis I, bude i na pilotované testovací misi Artemis II k Měsíci, aby bylo možné lépe porozumět radiační expozici uvnitř Orionu a zajistit bezpečnost astronautů na Měsíci i mimo něj.
Přeloženo z:
https://www.nasa.gov/
Zdroje obrázků:
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/10/artemis-i-srag-moon-and-earth.jpg
https://www.nasa.gov/wp-content/uploads/2024/10/helga-and-zolhar.jpg
Jaká byla aktivita slunce vůči Zemi potažmo radiační situace ve van Allenových pásech v době měření? Myslím, že to je dost podstatný faktor…
Obecně byla sluneční aktivita v době letu Artemis I průměrná a nyní se blíží k maximu.
Zdroj:
https://www.spaceweatherlive.com/cs/slunecni-aktivita/slunecni-cyklus/historicke-slunecni-cykly.html
V souvislosti s tím je důležitá je věta v článku „Stejný hardware pro měření radiace, který byl použit při letu Artemis I, bude i na pilotované testovací misi Artemis II k Měsíci, aby bylo možné lépe porozumět radiační expozici uvnitř Orionu a zajistit bezpečnost astronautů na Měsíci i mimo něj“.
Ohledně radiační situace ve Van Allenových pásech v době měření doporučuji tento článek, obrázek Fig.4:
https://www.nature.com/articles/s41586-024-07927-7
Děkuji za odpověď i odkazy.
To by bylo asi hodně blbý kdyby Orion po nějakých 15-20 letech (od papíru k reálným zkouškám) neprošel. Myslím že zkoušky na odolnost radiace by se měla zkoušet už v laboratořích při materiálových zkouškách a pak na testovacích prototypech a ne teď když je start posádky s lodí „za dveřmi“
….i když v případě NASA člověk nikdy neví. Třeba tam Musk doletí se svojí vlastní posádkou dřív. NASA může dál „testovat“….
Detektory radiace byly i na palubě Orionu EFT-1 v roce 2014.
Zdroj: https://ntrs.nasa.gov/citations/20150016971
To, že se to mělo zkoušet dřív, si myslíte správně. Odolnost proti radiaci se nejprve počítala na základě teoretických modelů, pak se měřila v laboratořích při materiálových zkouškách, pak na testovacích prototypech, pak na bezpilotním testu okolo Země, pak na bezpilotním testu okolo Měsíce, a pak se bude měřit i na všech dalších pilotovaných letech.
Tento článek pojednává o tom předposledním, tedy o měření na bezpilotním testu okolo Měsíce. Proč by se to podle vás nemělo zrovna na tomto letu měřit?
Takto se ostatně v kosmonautice postupuje téměř u všech parametrů a postupuje tak i SpaceX.
Radiace má navíc na rozdíl od převážné většiny testovaných parametrů ještě to specifikum, že ty nejenergičtější částice kosmického záření neumíme na Zemi napodobit ani na nejvýkonnějších urychlovačích.
Ovšem tyto částice jsou vzácné i ve vesmíru. To by byla už hodně velká smůla, že by trefila astronauta třeba do hlavy.
Diky za clanek! Chtel bych se zeptat na porovnani radiacniho zatizeni Zohara s vestou vs. Helgy bez vesty. O kolik % bylo nizsi u Zohara / potvrdilo se, ze pridana hodnota je vyssi nez nepohodli z noseni? Z clanku ani z grafu Michala Vaclavika jsem toto nevycetl. Diky moc!
Článek publikovaný v časopisu Nature (z něhož zprostředkovaně čerpal článek na kosmonautixu) se porovnání radiačního zatížení Helgy a Zohara nevěnoval. V článku jsou uvedeny hodnoty absorbovaných dávek záření na různých místech Helgy (břicho, levá plíce, pravá plíce, žaludek, děloha, páteř, záda), ale nikoliv Zohara.
V článku šlo hlavně o potvrzení, že celkové radiační expozice pro nadcházející mise Artemis se nepřibližují 600 mSv limitu povolených dávek záření za celkovou kariéru astronauta. Bylo také konstatováno, že měření z Artemis I lze extrapolovat na misi na Mars při podobné fázi ve slunečního cyklu, přičemž experimentálně zjištěné dávkové ekvivalenty pro takovou misi budou v rámci limitu 600 mSv a že jsou asi o 30 % nižší než ty, které byly dosud uváděny. V článku je však konstatováno, že Orion je malá a masivní, radiačně dobře chráněná kosmická loď, zatímco pro lety k Marsu jsou z jiných (dobrých) důvodů preferovány lehké kosmické lodě.
V článku v Nature je také konstatováno, že v radiačním krytu Orionu byla zaznamenána téměř čtvrtinová radiační expozice v porovnání se stěnami v Orionu, což potvrdilo správnost konstrukce krytu. V článku se také uvádí, že změna orientace Orionu během přechodu radiačním pásem vedla ke snížení záření o přibližně 50 %.
Zdroj: https://www.nature.com/articles/s41586-024-07927-7