Geometricky uspořádané hroty otevírají cestu k extrémnímu výzkumu na úrovni atomových jader. Tento díl je součástí simulátoru galaktického kosmického záření v urychlovači GSI v německém Darmstadtu. Poprvé v Evropě výzkumníci urychlují nabité atomy na rychlosti až 90 % rychlosti světla, aby v jednom z nejsilnějších urychlovačů částic na světě vytvořili plné spektrum kosmického záření. Soustava prstenců a trubek se táhnoucí se na délku několika stovek metrů dokáže vytvořit vysokoenergetický svazek iontů s rychlostí 270 000 km/s. Jádrem struktury tohoto nového zařízení je kombinace deskových modulátorů (plochých panelů, které slouží k rozptýlení primárního paprsku) a komplexních modulátorů (soubor 3D tištěných tenkých kolíků, sloužících k regulaci rychlosti fragmentů). Geometrie, složení a tloušťka modulátorů jsou optimalizovány tak, aby umožnily vytvořit na Zemi spektrum kosmického záření z hlubokého vesmíru.
V hlubším vesmíru jsou vysokoenergetické částice, které mají původ mimo Sluneční soustavu a mohou zasáhnout každou buňku astronautova těla. Takzvané galaktické kosmické záření pochází z umírajících hvězd a představuje vážné riziko pro mise k Měsíci, či Marsu. Jejich dopad může poškodit naše buňky a vést k rakovině, kardiovaskulárním onemocněním, či poruchám centrálního nervového systému. V ohrožení je také elektronika kosmických sond a lodí. Před touto neviditelnou hrozbou se není kam schovat a extra stínění není řešením. Když kosmické paprsky zasáhnou kovové stěny, mohou vyvolat spršky sekundárních částic, které mohou být ještě škodlivější než původní záření. Pochopení a omezení biologických dopadů kosmického záření je nezbytné pro udržitelnou lidskou přítomnost v kosmickém prostoru.
Výzkumný tým projektu GSI ve spolupráci s Evropskou kosmickou agenturou využil vysokoenergetický urychlovač k tomu, aby přenesl vesmír do laboratoře. Přesným naladěním paprsků vědci vytvořili smíšení radiační pole, které napodobovalo podmínky, které budou astronauti zažívat v kosmické lodi. Tento experiment umožnil vědcům měřit dávky radiace, které ovlivňují jak tkáně lidského těla, tak i kosmické součástky. Přínosy této technologie však přesahují bezpečnost astronautů. Stejný urychlovač bude dostupný pro externí výzkumníky a může být využit i pro léčbu rakoviny nabitými částicemi.
Přeloženo z:
https://www.esa.int/
Zdroje obrázků:
https://www.esa.int/…/27153024-1-eng-GB/A_cosmic_ray_simulator_for_extreme_science_on_Earth.jpg
Ten přeložený článek je pozvánkou na letní školu pro studenty pořádanou ESA a GSI Darmstadt věnovanou ochraně před kosmickým zářením. NASA má zařízení pro kosmického záření v Brookhavenu (BNL) a ESA je buduje v GSI. I daleko větší energie iontů (i těžkých) se produkují i jinde v Evropě, v laboratoři CERN. V GSI je to „pouze“ 1 GeV/nukleon na urychlovači SIS18. Výhodou GSI je, že lze získat právě zmiňovaným simulátorem směsná pole s variacemi iontů i energií. Vyšší energie budou možné na větším urychlovači FAIR, který bude navazovat na SIS18 a umožní urychlovat ionty na o řád vyšší energie. Jen poznámka. V GSI byl nedávno požár na zařízení urychlovače, takže dochází k odkladu experimentů i uvádění do provozu zařízení FAIR. Požár vznikl 5. února na zdroji vysokého napětí pro UNILAC (to je první lineární urychlovač v systému urychlovačů laboratoře GSI. Týká se to i experimentů, které jsme letos plánovali v rámci spolupráce HADES/CBM.
Ještě odkaz na článek, který jsem psal právě podrobně o výzkumu vlivu kosmického záření na kosmonauty i elektroniku: https://kosmonautix.cz/2024/09/20/kosmicke-zareni-nejvetsi-hrozba-pro-kosmonauty-a-jak-ji-zkoumat/