Es könnte funktionieren, sagen Forscher der University of New Hampshire und des Southwest Research Institute.
Eine der inhärenten Gefahren von Raumfahrt und langfristigen Erkundungsmissionen jenseits der Erde ist die ständige Strahlungswelle, sowohl von unserer eigenen Sonne als auch in Form von hochenergetischen Teilchen, die von außerhalb des Sonnensystems stammen, genannt kosmische Strahlung. Eine längere Exposition kann zumindest zu Zellschäden und einem erhöhten Krebsrisiko führen und in hohen Dosen sogar zum Tod führen. Wenn wir wollen, dass menschliche Astronauten dauerhafte Außenposten auf dem Mond errichten, die Dünen und Schluchten des Mars erkunden oder Asteroiden nach ihren wertvollen Ressourcen abbauen, müssen wir zunächst einen angemessenen (und einigermaßen wirtschaftlichen) Schutz vor gefährlicher Weltraumstrahlung entwickeln … oder sonst solche Bemühungen werden nichts weiter sein als verherrlichte Selbstmordmissionen.
Während Gesteins-, Erd- oder Wasserschichten vor kosmischer Strahlung schützen könnten, haben wir noch nicht die Technologie entwickelt, um Asteroiden für Raumschiffe auszuhöhlen oder steinerne Raumanzüge zu bauen (und große Mengen solch schwerer Materialien in den Weltraum zu schicken ist noch nicht kosten- effektiv.) Glücklicherweise gibt es möglicherweise einen viel einfacheren Weg, Astronauten vor kosmischer Strahlung zu schützen – mit leichten Kunststoffen.
Während Aluminium schon immer das Hauptmaterial beim Bau von Raumfahrzeugen war, bietet es relativ wenig Schutz gegen hochenergetische kosmische Strahlung und kann Raumfahrzeugen so viel Masse hinzufügen, dass der Start teuer wird.
Unter Verwendung von Beobachtungen des Cosmic Ray Telescope für die Auswirkungen der Strahlung ( Krater ) den Mond an Bord von LRO umkreisen, Forscher von UNH und SwRI haben herausgefunden, dass Kunststoffe, die angemessen gestaltet sind, einen besseren Schutz bieten können als Aluminium oder andere schwerere Materialien.
„Dies ist die erste Studie, die Beobachtungen aus dem Weltraum nutzt, um zu bestätigen, was seit einiger Zeit angenommen wird – dass Kunststoffe und andere leichte Materialien Pfund für Pfund effektiver zum Abschirmen gegen kosmische Strahlung sind als Aluminium“, sagte Cary Zeitlin vom SwRI Earth , Ozeane und Weltraumabteilung der UNH. „Abschirmung kann das Problem der Strahlenbelastung im Weltraum nicht vollständig lösen, aber es gibt deutliche Unterschiede in der Wirksamkeit verschiedener Materialien.“
Zeitlin ist Hauptautor eines online veröffentlichten Artikels im Journal der American Geophysical Union Weltraumwetter .
Ein Block aus gewebeäquivalentem Kunststoff (TEP) Credit: UNH
Der Kunststoff-Aluminium-Vergleich wurde in früheren bodengebundenen Tests durchgeführt, bei denen Strahlen schwerer Teilchen verwendet wurden, um kosmische Strahlung zu simulieren. „Die Abschirmwirkung des Kunststoffs im Weltraum entspricht sehr unseren Erkenntnissen aus den Strahlexperimenten, daher haben wir viel Vertrauen in die Schlussfolgerungen, die wir aus dieser Arbeit gezogen haben“, sagt Zeitlin. 'Alles mit hohem Wasserstoffgehalt, einschließlich Wasser, würde gut funktionieren.'
Die weltraumgestützten Ergebnisse waren ein Produkt der Fähigkeit von CRaTER, die Strahlungsdosis der kosmischen Strahlung nach dem Durchgang durch ein Material, das als „gewebeäquivalenter Kunststoff“ bekannt ist, genau zu messen simuliert menschliches Muskelgewebe.
(Es darf nichtaussehenwie menschliches Gewebe, aber es sammelt Energie von kosmischen Teilchen auf ähnliche Weise.)
Vor CRaTER und den jüngsten Messungen des Radiation Assessment Detector (RAD) auf dem Mars-Rover Curiosity wurden die Auswirkungen einer dicken Abschirmung auf die kosmische Strahlung nur in Computermodellen und in Teilchenbeschleunigern mit wenigen Beobachtungsdaten aus dem Weltraum simuliert.
Die CRaTER-Beobachtungen haben die Modelle und die bodengestützten Messungen validiert, was bedeutet, dass leichte Abschirmmaterialien sicher für lange Missionen verwendet werden könnten – vorausgesetzt, ihre strukturellen Eigenschaften können den Strapazen der Raumfahrt gerecht werden.
Quellen: EurekAlert und [E-Mail-geschützt]
