Wissenschaftler geben Einblick in die Gefahren der Weltraumstrahlung

Wissenschaftler geben Einblick in die Gefahren der Weltraumstrahlung

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Anonim

von der University of New Hampshire

Astrophysiker des Space Science Center (SSC) der Universität von New Hampshire haben das erste Online-System zur Vorhersage und Prognose der Strahlungsumgebung in erdnahen, Mond- und Mars-Weltraumumgebungen entwickelt. Das Echtzeit-Tool liefert wichtige Informationen, wenn Vorbereitungen für mögliche zukünftige bemannte Missionen zum Mond und zum Mars getroffen werden.

"Wenn wir Menschen zum Mond zurückschicken und vor allem zum Mars können, ist es wichtig, ein solches System zu haben, um Astronauten vor Strahlungsgefahren zu schützen", sagt der assoziierte Professor für Physik Nathan Schwadron des UNH-Instituts für Erforschung von Erde, Ozeanen und Weltraum (EOS), in dem das SSC untergebracht ist.

Schwadron ist der Hauptentwickler des neuen webbasierten Tools PREDICCS, das erstmals numerische Modelle der Weltraumstrahlung, eine Vielzahl von Echtzeitmessungen von derzeit im Weltraum befindlichen Satelliten sowie "Propagationscodes" integriert präzise Strahlungspegel bis zum Mars projizieren. Möglich wurde das Tool durch das zielgerichtete Forschungs- und Technologieprogramm Living With A Star (LWS) der NASA.

Die Website bietet stündliche Aktualisierungen der Strahlungsumgebung und archiviert die Daten wöchentlich, monatlich und jährlich. Diese historische Aufzeichnung liefert ein klares Bild darüber, wann beispielsweise für Haut oder blutbildende Organe eine sichere Strahlendosisgrenze erreicht ist.

Schwadron: "Was wir wirklich wissen müssen, ist, wie gefährlich dieser Strahlungszyklus ist. Wie oft sehen wir große Ereignisse, mit denen ein erhebliches Risiko verbunden ist? Diese Fragen können nur beantwortet werden, wenn Sie kontinuierlich die Datenbank von aufbauen Ereignisse und das damit verbundene Risiko. "

Er stellt weiter fest, dass die Weltraumwissenschaft traditionell Strahlungsgefahren im Weltraum als "Showstopper" betrachtet hat und dass es bis PREDICCS nie ein äußerst genaues Mittel gegeben hat, dies in nahezu Echtzeit in Frage zu stellen.

"Es wurde nicht genug gearbeitet, um zu fragen:" Ist es wirklich ein Showstopper, und wenn ja, warum und welche Probleme müssen wir lösen, damit es kein Showstopper ist? "

Diese Arbeit wurde nun erledigt und der Beweis ist in PREDICCS.

Unter anderen Satellitenmessungen, die von PREDICCS verwendet werden, befinden sich solarenergetische Teilchendaten aus dem Cosmic Ray Telescope für die Auswirkungen von Strahlung

(CRaTER) Instrument auf dem Lunar Reconnaissance Orbiter der NASA. CRaTER, dessen Hauptforscher Harlan Spence, Direktor von EOS und Mitentwickler von PREDICCS, ist, hat seit Beginn des Weltraumzeitalters die genauesten und umfassendsten Strahlungsmessungen am Mond durchgeführt.

Während mehrerer großer Sonnenereignisse in jüngster Zeit, bei denen die Sonne aus einer ungewöhnlich langen Ruhephase erwachte und Milliarden Tonnen energiereicher Teilchen durch den Weltraum flogen, stimmte PREDICCS fast perfekt mit den von CRaTER gemessenen Strahlungswerten überein, als sie den Mond umkreiste.

"Für die gewaltigen Sonnenereignisse vom 23. Januar und 27. März dieses Jahres scheinen unsere Vorhersagen innerhalb von 20 bis 30 Prozent des Beobachteten zu liegen, was unglaublich ist. Solche hochgenauen Vergleiche wurden noch nie zuvor durchgeführt", sagt Schwadron .

CRaTER, das Strahlungsdosen mit einem High-Tech-Material misst, das als "Gewebe-äquivalenter Kunststoff" bezeichnet wird und den menschlichen Muskel nachahmt, hat somit nicht nur die Validierung der Genauigkeit von PREDICCS-Modellen geliefert, sondern dies auch im Kontext der Strahlungsdaten Menschen auf dem Mond oder auf einer Mission zum Mars auswirken.

"Wir mussten die biologischen Auswirkungen genau einschätzen, um die besten quantitativen Vergleiche zwischen Modellen und Beobachtungen anstellen zu können", sagt Schwadron der Mond und eine Reise zum Mars. "

Für die Strahlungsbewertung integriert PREDICCS zwei Strahlungsumgebungsmodelle, darunter das an der UNH entwickelte Strahlungsumgebungsmodul Erde-Mond-Mars (EMMREM).

"Komplexe Anwendungen wie EMMREM können Beobachtungen aus allen relevanten Weltraummissionen nutzen", erklärt Madhulika Guhathakurta, Wissenschaftlerin des LWS-Programms der NASA.

Für PREDICCS wurde ein Blog entwickelt, in dem die Benutzer verstehen, wie das Tool funktioniert und wie die verschiedenen Diagramme der Strahlungsdosis interpretiert werden.

Note's Schwadron: "Zum ersten Mal können die Menschen die Auswirkungen der Weltraumstrahlung nahezu in Echtzeit beobachten, und dies öffnet ein neues Fenster für eine ansonsten unsichtbare Welt."