Fantom astronauty zwiększa bezpieczeństwo lotów kosmicznych
Astronauci pracujący i mieszkający w przestrzeni kosmicznej są narażeni na wysoki poziom napromieniowania, który znacznie przekracza poziom promieniowania kosmicznego na powierzchni Ziemi. Najskuteczniejszą metodą obliczania istniejącego ryzyka jest pomiar oddziaływania określonych dawek na ludzkie organy wewnętrzne, które wykazują znacznie większą wrażliwość na promieniowanie niż skóra. Jest to możliwe poprzez umieszczenie detektorów promieniowania wewnątrz modelu ciała ludzkiego nazywanego „fantomem”. Fantom MATROSHKA opracowany przez Europejską Agencję Kosmiczną został wyposażony w 6000 detektorów promieniowania, aby umożliwić ocenę ryzyka związanego z wystawieniem symulacji tułowia astronauty na promieniowanie kosmiczne. Fantom wysłano na Międzynarodową Stację Kosmiczną i umieszczono na zewnętrz rosyjskiego modułu serwisowego (Zvezda) celem symulacji długotrwałego spaceru kosmicznego. Zgromadzone przez fantom dane zostały zebrane, a następnie poddane analizie w ramach finansowanego z funduszy unijnych projektu HAMLET (Human model MATROSHKA for radiation exposure determination of astronauts), w którego realizację zaangażowali się czołowi europejscy naukowcy z dziedziny dozymetrii kosmicznej. Uczeni skupili swoje działania na szczegółowej analizie, kompilacji i porównaniu danych zgromadzonych podczas eksperymentu MATROSHKA w celu przygotowania trójwymiarowego modelu rozkładu przestrzennego dawki promieniowania w ludzkim organizmie. Stanowiło to symulację zarówno pracy astronauty w przestrzeni kosmicznej, jak i zadań wykonywanych przez niego w różnych zakątkach stacji kosmicznej. Opracowany model rozkładu przestrzennego dawki promieniowania został zweryfikowany i porównany przy wykorzystaniu skomplikowanych kodów Monte Carlo w zakresie transportu promieniowania. Dodatkowo w znajdujących się w różnych częściach świata obiektach umożliwiających badanie ciężkich jonów przeprowadzono zakrojony na szeroką skalę program badań naziemnych. Jego celem było określenie reakcji i sporządzenie charakterystyki detektorów promieniowania wykorzystanych w projekcie MATROSHKA. Dzięki inicjatywie HAMLET udało się zgromadzić wyjątkowy zbiór danych, który został już udostępniony społeczności naukowej. Pozwolił on na wyznaczenie dla załogi efektywnej dawki promieniowania zarówno wewnątrz, jak i na zewnątrz stacji kosmicznej, a także udoskonalił proces oceny ryzyka związanego z promieniowaniem w przypadku długoterminowych lotów kosmicznych. Dane te zostaną także wykorzystane w celu usprawnienia technologii osłon w przyszłych misjach kosmicznych.
Słowa kluczowe
Fantom astronauty, lot kosmiczny, promieniowanie kosmiczne, MATROSHKA, HAMLET