Zohar bär den svarta AstroRad-västen medan Helga är klädd i standardtyg.
När NASA:s Artemis I-uppdrag lanseras senare i år kommer dess besättning att inkludera Helga och Zohar, två dockor som designats i samarbete med Duke University.
Dessa modeller, som kallas "fantomer", är gjorda av material som efterliknar mänskliga ben, mjukvävnad och organ, och de kommer att vara utrustade med sensorer som mäter strålningsexponering när de reser till månen och tillbaka. Paul Segars och Ehsan Samei, båda forskare vid Carl E. Ravin Advanced Imaging Laboratories vid Duke University School of Medicine, hjälpte till att utveckla dessa fantomer med hjälp av metoder som ursprungligen skapades för att studera hur olika medicinska procedurer, verktyg och tekniker exakt påverkar organ i hela människokroppen .
"Vanligtvis är dessa "fantomer" virtuella, och vi använder dem för att skapa avatarer av patienter. Målet med vårt arbete är att istället för att genomföra en klinisk prövning på mänskliga patienter, kan du använda dessa avatarer och köra en simulerad klinisk prövning genom en dator ", förklarar Samei, Reed och Martha Rice Distinguished Professor of Radiology. "Med det här projektet har vi gjort dessa virtuella avatarer till fysiska modeller för att studera strålning specifikt, och det här är första gången de kommer att skickas runt månen."
Människor på jorden är skyddade från kosmisk strålning av jordens atmosfär, men när astronauter reser genom rymden, åtnjuter de inget sådant skydd. Att förstå hur man kan mildra de skadliga effekterna av dessa kosmiska strålar är ett av de största hindren för djupa rymdresor till platser som Mars, där astronauter skulle utsättas för strålning i upp till 36 månader.
"Det som är viktigt när man beräknar risken för en patient eller för en astronaut är inte hur mycket total stråldos som tas emot, utan hur mycket dos som tas emot till enskilda organ som hjärnan, hjärtat, levern och njurarna", säger Samei. "Varje organ har olika känslighet för strålning, och våra fantomer ger oss ett sätt att förstå den risken bättre."
För projektet, kallat Matroshka AstroRad Radiation Experiment, eller MARE, samarbetade Segars och Samei med forskare vid NASA, German Aerospace Center, den israeliska rymdorganisationen och CIRS för att utveckla Helga och Zohar. Duke-forskarna utvecklade en beräkningsalgoritm för att skapa en karta över fantomernas inre anatomi, som sedan användes som en guide för att exakt placera tusentals strålningssensorer.
Både Helga- och Zohar-fantomerna liknar mänskliga överkroppar, och de innehåller material för att specifikt efterlikna den vuxna kvinnliga anatomin, eftersom kvinnliga organ som livmodern och bröstvävnaden är särskilt känsliga för strålning. När Artemis I lanseras kommer Helga att ha vanliga kläder på sig, medan Zohar kommer att förses med en strålningsväst, kallad AstroRad, som utvecklats av StemRad och Lockheed Martin.
"Studien kommer att ge värdefulla data om strålningsnivåer som astronauter kan stöta på på månuppdrag och utvärdera effektiviteten av skyddsvästen som kan tillåta besättningen att stanna i stormskyddet och fortsätta arbeta med kritiska uppdragsaktiviteter trots en solstorm." NASA sa i en beskrivning av MARE.
När deras fantomer återvänder till jorden kommer forskargruppen att mäta strålningen som samlas in i sensorerna för att fastställa effektiviteten hos säkerhetsvästen. De kommer också att använda data från Helga för att specifikt beräkna strålningsnivån som astronauter kan möta under olika rymduppdrag, oavsett om det är en kort resa till månen eller ett äventyr till Mars.
"Det här är första gången någon har kunnat mäta strålningsnivåer som astronauter möter", säger Samei. "Artemis I kommer att bära värdefull last, och informationen vi får från den här besättningen kommer att ge oss värdefull information som vi behöver för framtiden för säker rymdutforskning." + Utforska vidare
