211service.com
Pārnēsājami, plaukstas izmēra starojuma detektori
Nacionālā kosmosa biomedicīnas pētniecības institūta pētnieki ( NSBRI ) un ASV Jūras akadēmiju ( LŪPA ) ir izstrādājuši jaunu radiācijas detektoru, ko izmantot kosmosa misijās, jo īpaši uz Mēnesi un Marsu, kur enerģijas līmenis ir bīstams un tiek aplēstas aptuvenas devas. Ierīce, ko sauc par mikrodozimetru, ir maza un mazjaudas, un tā var izmērīt atmosfēras starojuma līmeni reāllaikā.
Radiācija pakļauta : Mikrodozimetra instruments sastāv no sensora, kas sastāv no sīkām šūnām, katra no tām tiek saukta par vienas diodes detektoru, kuru izmēri ir 10 x 10 x 2 mikroni — sarkano asins šūnu izmērs. Šūnas mēra starojuma līmeni atmosfērā pēc sīko enerģijas daļiņu daudzuma, kas nogulsnējas katrā šūnā. Viņu apkopotos datus var reģistrēt un novērtēt reāllaikā.
Mēs patiešām izmantojam esošās tehnoloģijas un virzām to uz jauniem ierobežojumiem, lai mēs varētu tās izmantot tur, kur tās vēl nekad nav īsti izmantotas, saka Vince Pisacane, NSBRI tehnoloģiju attīstības komandas pētnieks, USNA aviācijas un kosmosa inženierijas profesors. galvenais izmeklētājs šajā jautājumā projektu . Izmantojot savas komandas izgatavotu silīcija ierīci kā pamata sensoru, Pisacane cer sasniegt tādu precizitāti, kāda nepieciešama, lai novērtētu cilvēku radiācijas iedarbību kosmosā. Viņš saka, ka [cilvēka veselībai] ir ļoti svarīgi, lai tas būtu pēc iespējas precīzāks.
Kopš Apollo NASA ir lidojusi ar dažādiem starojuma detektoriem katrā misijā; lielākā daļa šo detektoru ir balstīti uz vienu aparatūru: dozimetru. Šī ierīce, kas joprojām ir visprecīzākais instruments, ko izmanto cilvēki, kuri savā darbā regulāri ir pakļauti starojuma iedarbībai, mēra kopējo uzkrāto starojuma iedarbības apjomu un var būt emblēmas, pildspalvas izmēra caurulītes vai digitālā rādījuma veidā. Bet ierīce, lai arī tā ir ļoti izturīga un pārnēsājama, nodrošina radiācijas iedarbības mērījumus tikai pēc fakta, tāpēc starojuma devas, ko astronauti saņem, atrodoties kosmosā, nav zināmas līdz brīdim, kad viņi atgriežas uz Zemes.
Ciktāl kosmosa izpētē ir iesaistītas pilotētas misijas, nepieciešamība pēc labākas radiācijas noteikšanas ir akūta. Tikai dienā vai divās uz Mēness virsmas astronauti var saņemt līdz pat 600 reizēm lielāku starojuma daudzumu, ko cilvēks uz Zemes saņem gadā, skaidro. Anna Kenedija , Ričards Čemberlens Pētnieciskās onkoloģijas profesors un Pensilvānijas Universitātes Medicīnas skolas Radiācijas onkoloģijas katedras profesors. Viņa skaidro, ka vislielākās bažas rada saules uzliesmojums vai saules daļiņu notikums, kas var notikt bez brīdinājuma no saules starojošām daļiņām lielā apjomā, izraisot lielas devas astronautiem. Ekstrēma starojuma iedarbība var būt smaga: vemšana, eritēma (ādas apsārtums), vēzis, leikēmija un pat nāve.
Lai izveidotu rīku, kas var palīdzēt astronautiem izvairīties no šādām sekām, Pisacane komanda izmantoja galveno dozimetra ideju, tas ir, kopējā starojuma iedarbības apjoma mērīšanu, bet tas mēra ne tikai kumulatīvo starojuma daudzumu, ko saņem ķermenis, bet arī mērot kumulatīvo daudzumu, ko saņem katra ķermeņa šūna. Pētot starojumu mikroskopiskā mērogā, pētnieki cer labāk izprast starojuma ietekmi uz šūnām.
Mikrodozimetrs, kas ir aptuveni cigarešu paciņas lielumā, satur virkni šūnu, kas izgatavotas no silīcija, katrai no tām parasti ir sarkano asinsķermenīšu izmērs un kas ir izvietotas uz elektroniskas tāfeles, piemēram, šaha galdiņa kvadrāti. Katra šūna nepārtraukti reģistrē nogulsnēto mazu enerģijas daļiņu daudzumu. Dažas daļiņas nogulsnēs vairāk enerģijas un dažāda veida nekā citas. Aplūkojot šos datus, pētnieki var izveidot enerģijas spektru, kas ļaus viņiem novērtēt enerģijas diapazonu un vērtības, kas varētu nogulsnēties cilvēka ķermenī.
Turklāt sistēmu Pisacane sauc par aktīvu, un tā var veikt radiācijas līmeņa mērījumus reāllaikā, nekavējoties brīdinot astronautus, ja tie ir apdraudēti. Kosmosa tērpi un kosmosa kuģi, kas aprīkoti ar mikrodozimetra sensoriem, varētu palīdzēt astronautiem veikt aizsardzības pasākumus pastiprināta starojuma sākumā.
Taču, pirms ierīce būs gatava vadītām misijām, tā tiks pārbaudīta uz daudziem satelītiem aptuveni piecu gadu laikā. Pisacane cer, ka ar katru braucienu ierīce, kas tiek darbināta ar AA baterijām un, nepārtraukti vācot datus, jau patērē tikai vienu vatu jaudas, kļūs vēl mazāka, patērējot mazāk enerģijas un palielinot uzticamību. Mikrodozimetrs savu pirmo ceļojumu kosmosā veiks 8. martā, kad tas pacelsies nesējraķetē STP-1, lai eksperimentētu ar MidSTAR satelīts, ko uzbūvēja USNA. Satelītam būs trīs mikrodozimetra sensori, viens ārpusē un divi iekšpusē, no kuriem viens būs pārklāts ar polietilēnu - vielu, kuras caurlaidība ir līdzīga cilvēka audu caurlaidībai, un tādējādi tā var simulēt starojuma ietekmi uz cilvēka ķermeni. Visi trīs sensori tiks savienoti ar elektronisko izvades moduli, kas apkopos un glabās datus nosūtīšanai uz zemi.
Galvenais izaicinājums, veidojot vienu no šīm ierīcēm, ir padarīt to precīzu. Ir daudz elementu, kas palīdz to darboties, saka Pisacane, un tas viss ir jāprojektē, ir jāražo detaļas, mums ir jāidentificē elektriskās sastāvdaļas un jāievieto tās uz tāfeles — daži no tiem ir tik mazi. tos gandrīz nevar redzēt.
Patiešām, lietas, kas jums jādara, lai izstrādātu ļoti mazas, mazas masas un zema enerģijas patēriņa ierīces kosmosa lidojumiem, ir ārkārtīgi sarežģītas, skaidro Kerija Zeitlina, Lorensa Bērklija Nacionālās laboratorijas zinātniece un bijusī galvenā pētniece. Marsa radiācijas vides eksperimentā ( MARIJA ). MARIE projekts, ko finansēja NASA, uzbūvēja daļiņu teleskopu, lai izmērītu radiācijas līmeni uz Marsa, un tika nosūtīts uz klāja. Odiseja Lai gan tehnoloģija cieta no aparatūras grūtībām pēc liela saules notikuma, tā spēja apkopot informāciju par devām un bija sākums atklāšanas centienos uz Marsa. Pisacane grupa maina standarta tipa dozimetru, un tas ir jauns veids, kā izmērīt starojuma devas, kas, manuprāt, ir jauns pielietojums, saka Zeitlins.
Lai gan mikrodozimetram ir ārkārtīgi liela nozīme pilotējamām kosmosa misijām, tas ir paredzēts arī lietojumprogrammām uz Zemes. Tas var palīdzēt cilvēkiem, kuri strādā ar kodolenerģiju, kodolsavienojumiem, medicīniskiem un rūpnieciskiem lietojumiem, kā arī jomās, kurās ir svarīgi zināt radiācijas līmeni. Džejs Bakijs , NSBRI tehnoloģiju attīstības komandas vadītājs un medicīnas profesors Dartmutas Medicīnas skolā. Šī tehnoloģija ir lielisks un ļoti vērtīgs veids, kā izsekot radiācijas iedarbībai un uzlabot to, kas mums ir tagad, viņš saka.