NASA стремится изучать Луну и пространство за ней, но на этом пути множество преград и опасностей, одна из которых — космическая радиация. В 2018 году агентство подписало соглашение с Израильским космическим агентством (ISA) и Немецким аэрокосмическим центром (DLR) об испытаниях жилета радиационной защиты AstroRad. Отработка технологии должна пройти в ходе лётных испытаний ракеты-носителя Space Launch System (SLS) и космического корабля Orion. Радиационный эксперимент «Матрешка АстроРад» (MARE) предоставит ценные данные об уровнях радиации во время полётов на Луну при проверке эффективности нового жилета и космического корабля.
Атмосфера Земли и её магнитное поле защищают нас от большей части излучения из космоса. Когда астронавты покидают Землю, они подвергаются воздействию всего многообразия радиационных нагрузок за пределами родной планеты. При испытаниях AstroRad будут задействованы манекены с детекторами излучения. Они будут находиться на борту корабля Orion во время трёхнедельной миссии и отдалятся от Земли на сотни тысяч километров, совершив путешествие вокруг Луны.
Оба манекена изготовлены из материалов, которые имитируют человеческие кости, мягкие ткани и женские внутренние органы. Они будут отыгрывать роль женщин-астронавтов. Считается, что женщины более чувствительны к воздействию космического излучения. «Подопытных» зовут Хельга и Зоар. Они полетят вместе, но задачи у них разные: на Зоар будет AstroRad, а Хельга полетит без персональной защиты.
В манекены встроены датчики, благодаря которым учёным оценят дозы облучения внутренних органов. Исследователи надеются определить, насколько хорошо новый жилет может защитить экипаж, а также собрать данные о том, какую дозу астронавты могут получить на борту корабля Orion во время лунной миссии.
Жилет AstroRad разработала израильская компания StemRad в сотрудничестве с Lockheed Martin, создателем Orion. DLR отвечает за манекены и большую часть детекторов излучения.
Жилет уже испытывается на МКС в ходе программы AstroRad Radiation Garment Evaluation (CHARGE) для оценки комфорта и эргономики в условиях микрогравитации. Данные со станции должны помочь улучшить AstroRad. Астронавты на МКС подвергаются воздействию радиации, которая превышает земную примерно в 50 раз.
Вне магнитосферы Земли, в межпланетном пространстве, уровень радиации может превышать земной до 150 раз. Люди, подвергающиеся воздействию больших доз радиации, могут испытывать как острые, так и хронические проблемы со здоровьем, начиная от острой лучевой болезни и заканчивая развитием рака в будущем.
Orion разработали с учётом защиты людей при резком повышении уровня радиации. Например, в случае вспышки на Солнце, экипаж корабля может укрыться в специальном помещении в центральной части жилого отсека. Эксперты не исключают, что в ряде случаев пребывание в убежище может продолжаться более суток. При использовании защитных жилетов у членов экипажа появляется шанс продолжить работу в критических ситуациях, несмотря на солнечную активность.
Orion также оснащён различными типами датчиков радиации для регистрации как пикового уровня излучения во время полета, так и среднего уровня радиационного фона на протяжении всего полёта. Благодаря им учёные сопоставят данные с телеметрией, чтобы определить, где и когда приборы фиксировали наиболее высокий фон.
Жилет AstroRad предназначен, в первую очередь, для защиты от заряженных частиц, которые возникают во время вспышек на Солнце. Учёные также разрабатывают способы защиты экипажа от более сложного с точки зрения защиты излучения — галактических космических лучей.
Ранее воздействие космической радиации на людей изучали во время программы Apollo и советских запусках серии «Зонд». Американские лунные астронавты носили личные дозиметры, а на «Зондах» к Луне летали радиационные датчики внутри корабля и человекоподобного манекена «Фантом». В обоих случая измерения показали допустимые для пилотируемых полётов уровни облучения, но в 1960-1970 годы запуски не превышали двух недель, поэтому корабли не попадали под мощные солнечные вспышки.
С помощью данных программы MARE, NASA вместе с партнёрами надеются расширить свои возможности по защите экипажа от воздействия радиации при путешествиях в дальний космос. Снижение рисков особенно важно при длительных работах на окололунной станции Gateway и на пути к Марсу.
