Neutronski spektrometar protiv kozmičkog zračenja

Kozmičko zračenje je jedna od najvećih prepreka u istraživanju svemira. Na primjer, većini astronauta tijekom Apollo misija uzrokovalo je sivu mrenu, a zbog dugotrajne izloženosti može dovesti i do pojave raka. Osim toga, zbog zračenja su ugroženi i umjetni sateliti, pa tako i svemirski teleskop Hubble.

Stoga kozmičko zračenje tijekom putovanja i rada u Svemiru astronautima predstavlja izazove na kojima NASA-ini znanstvenici i inženjeri rade još otkako su Neil Armstrong i Buzz Aldrin prije više od 43 godine prvi puta kročili na Mjesec.

S jedne strane se razvijaju štitovi koji bi se aplicirali na zidove letjelica i svemirska odijela, te sustavi skloništa u slučaju pojave opasnog zračenja u bazama na stranim svemirskim tijelima, no još važnije od toga je njegova pravovremena detekcija uz pomoć naprednih uređaja konstruiranih za praćenje i otkrivanje zračenja u svemirskim letjelicama i postajama. 

NASA je prionula ovom problemu fokusirajući se na razumijevanje zračenja u svemirskim okruženjima. Napredni neutronski spektrometar (Advanced Neutron Spectrometer - ANS), uređaj je konstruiran upravo za to. 

"Mjerenje neutrona u Svemiru će štititi astronaute zato što će voditeljima misije na Zemlji pružiti nemjerljivo vrijedne informacije o količini zračenja kojoj su astronauti izloženi", rekao je Mark Christl, voditelj projekta ANS u Marshall Space Flight Centru. "ANS se može koristiti za otkrivanje razine zračenja u svemirskoj letjelici ili postaji, kako bi astronauti na vrijeme mogli upotrijebiti metode kojima bi što je moguće više umanjili svoju izloženost". 

Neutrone je teško otkriti zato što su to električki neutralne čestice i prolaze kroz većinu detekcijskih sustava a da ih se ne otkrije. ANS koristi novi dizajn koji može značajno poboljšati pouzdanost otkrivanja neutrona u mješovitom radijacijskim polju, kakvo se nalazi u dubokom svemiru. Ovako konstruiran uređaj koristi metodu "gate and capture" (ulaz i hvatanje) koja usporava neutrone i onda ih "hvata" u izotopu litija. ANS koristi posebno prilagođenu elektroniku kako bi prepoznao i aktivirao se na određene signale za hvatanje neutrona, što se potom obrađuje i analizira kako bi se odredile razine zračenja. 

Znanstvenici i inženjeri Marshalla razvijali su prototip ANS-a u bliskoj suradnji s JSC-om (Johnson Space Center) i drugim NASA-inim centrima, a nedavno su podijelili posao s timom RadWorks iz Johnson and Langley Research Centra. Christl i njegov tim na Marshallu razvili su prototip tog instrumenta u samo 11 mjeseci. Koristili su radioaktivne izvore i izloženost visokoenergetskim protonima na Cyclotron postrojenju Sveučilišta Indiana kako bi poboljšavali uspješnost ANS-a. 

Obzirom na planove putovanja na Mars i izgradnje svemirskih postaja na Mjesecu i Marsu, jasno je koliko je ovo dostignuće važno, jer bez sustava pravovremene detekcije i zaštite od kozmičkog zračenja, teško je zamisliti boravak ljudi u svemiru u trajanju od više godina bez posljedica koje bi im mogle prouzročiti teške bolesti i smrt. 

Izvor: Znano.st