Ny teknik som upptäcker strålning från solen i realtid och omedelbart förutsäger efterföljande hälsorisker kan skydda astronauter på framtida rymduppdrag, enligt en ny studie.

Astronauter möter faror under solenergipartiklar, eller SEP, evenemang, som uppstår när ett utbrott i solens atmosfär slungar ut högenergiprotoner i rymden. Dessa protoner kan penetrera väggarna i ett rymdskepp och komma in i människokroppen.

Denna strålning kan orsaka omedelbara effekter som illamående, prestationsförsämring och andra akuta strålningssyndrom, medan långtidseffekter kan innefatta cancer, degenerativ vävnadsskada, hjärtsjukdomar och skador på centrala nervsystemet.

I en ny studie, forskare beskriver ett nytt verktyg som är utformat för att skydda astronauter från dessa skadliga effekter. Verktyget utvecklades för NASA:s kommande Exploration Mission-1, som kommer att skicka Orion-rymdfarkosten runt månen för att simulera djuprymdflygning.

SEP Acute Radiation Risk Tool ombord på rymdfarkosten kommer att rapportera strålningsdetekteringsnivåer till Mission Control i realtid. Informationen kommer att göra det möjligt för forskare på marken att omedelbart förutsäga de biologiska effekterna av en given SEP-händelse och ge varningar till astronauter på rymdfarkosten att ta skydd vid behov.

"Verktyget som jag utvecklade är att ta dessa [SEP] mätningar och omvandla det till de kvantiteter som du verkligen vill veta:Vilka är organdoserna i kroppen?" sa Christopher Mertens, en fysiker vid NASA Langley Research Center i Hampton, Virginia, och huvudförfattare till den nya studien i Space Weather, en tidskrift från American Geophysical Union. "Då är det andra steget:Att känna till organdoserna i kroppen, vad kan vi förvänta oss som ett biologiskt svar på det?"

Denna tvåstegsprocess existerade inte före Mertens forskning, vilket han sa är avgörande för att hålla astronauter säkra under djupa rymduppdrag. Innan det nya verktyget utvecklades, det fanns inget sätt att veta hur mycket strålning astronauter utsattes för förrän efter att en SEP-händelse ägde rum, enligt Mertens.

"Utan jordens skyddande miljö, akuta strålningseffekter - kräkningar, illamående, Trötthet, svaghet, prestandaförsämring – allt detta är en reell möjlighet, Mertens sa. "Det faktum att vi går ut i rymden nu är verkligen en uppmaning att bättre karakterisera miljön."

SEP Acute Radiation Risk Tool i aktion

SEP Acute Radiation Risk Tool använder dosimetrar ombord på rymdfarkosten för att mäta den absorberade dosen av joniserande strålning. Dessa avläsningar skickas till Mission Control vid Lyndon B. Johnson Space Center i Houston i realtid, där de sedan matas in i SEP-organdosmodellen, som förutsäger organdoser vid de olika besättningsplatserna inom rymdfarkosten. När väl mottagits, mätningarna matas in i en biologisk modell som bestämmer möjliga risker för astronauter.

Verktyget använder rymdfarkostens och dess stormskydds geometri och massfördelning för att bestämma riskerna för astronauter. Verktyget använder en detaljerad modell av var varje del av rymdfarkosten är belägen, hur mycket massa de har och rymdfarkostens övergripande geometri. Alla dessa komponenter viks in i SEP Acute Radiation Risk Tool för att fastställa risken för astronauterna.

"En idealisk användning av [SEP Acute Radiation Risk Tool] är:Det råder en solstorm och rymdfarkosten mäter stråldoshastigheterna, det matas in i modellen, och vi förutsäger vilken sorts biologiska effekter [kommer att uppstå] som svar på detta, Mertens sa. "Verktyget skulle kunna berätta för oss om den här stormen kommer att ha en negativ effekt på uppdragets framgång."

Skulle avläsningarna indikera farliga nivåer av strålning, astronauterna kommer att dra sig tillbaka till ett stormskydd ombord på rymdfarkosten. Skyddsrummet har mer massa runt sig, skydda astronauterna inuti. Mer massa är mer skydd, vilket är anledningen till att det nya verktyget är onödigt för den internationella rymdstationen. Själva ISS har mycket massa och är skyddad av jordens magnetiska skärmning, enligt Mertens.

Det nya verktyget testades med hjälp av data från SEP-evenemanget i oktober 1989, en historiskt stor solstorm. Benchmarkstormen har studerats väl, och strålningsegenskaperna för denna händelse är välkända, sa Mertens. En solstorm av denna magnitud kan inträffa i framtida prospekteringsuppdrag, och rymdfarkosten Orion och dess skydd är designade för en sådan händelse, han sa.

Den här historien återpubliceras med tillstånd av AGU Blogs (http://blogs.agu.org), en gemenskap av jord- och rymdvetenskapsbloggar, värd av American Geophysical Union. Läs originalberättelsen här.