Visto el centro de la imagen, el espectrómetro de neutrones rápidos ayudará a detectar neutrones en el espacio con precisión. Los neutrones son potencialmente dañinos para los humanos. Crédito:NASA
Uno de los principales problemas de salud de vivir y trabajar en el espacio es la exposición prolongada a altos niveles de radiación. Los científicos de la NASA han desarrollado un nuevo dispositivo para monitorear la exposición a la radiación de los neutrones y lo están probando en la Estación Espacial Internacional.
Lanzado en la quinta misión de reabastecimiento Orbital ATK a la estación, el espectrómetro de neutrones rápidos está diseñado para detectar y medir la energía de los neutrones, que se sabe que son específicamente dañinos para los seres humanos. Comprender la radiación de neutrones ayudará a mantener seguras a las tripulaciones cuando la NASA envíe humanos a Marte.
"Hay varios tipos de radiación en el espacio, "dijo Mark Christl, líder del equipo para el estudio en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama. "Si bien ya existen instrumentos avanzados para detectar rayos gamma producidos por supernovas o agujeros negros, Rayos X y otras partículas cargadas, necesitábamos una forma de detectar y medir la radiación de neutrones para cuantificar el impacto en la biología humana. Las técnicas de detección de neutrones no han experimentado el mismo salto en el avance tecnológico ".
La radiación de neutrones se crea cuando las partículas de alta energía de nuestro sol y fuera de nuestro sistema solar interactúan con otras partículas o materia. como una nave espacial o una superficie planetaria. Pero estos neutrones solo son viables durante aproximadamente 13 minutos antes de que se descompongan en partículas cargadas.
Las pequeñas fibras de vidrio centelleador que pueden ayudar a que este sea un detector de neutrones más eficaz. Cuando se usa en el espacio, registrará la exposición de los viajeros espaciales a la radiación cósmica entrante. Crédito:NASA
"Si están a más de 13 minutos de ti, no es realmente un problema, "Dijo Christl." Si estás en una cápsula o en la superficie de un planeta con poco o ningún campo magnético o atmósfera, potencialmente puede estar cubierto por un campo de neutrones ".
El espectrómetro de neutrones rápidos es principalmente una herramienta pasiva, esperando que los neutrones lo golpeen. Está compuesto por una carcasa de aluminio con un centelleador de plástico que ralentiza el neutrón cuando golpea el dispositivo. y fibras centelleantes de vidrio que absorben los neutrones y reemiten la energía en forma de luz. Esta versión avanzada proporciona dos señales distintas para la medición:la primera para medir su energía y la segunda para confirmar que se detectó un neutrón en lugar de otro tipo de partícula. El estandar, Los dispositivos totalmente de plástico no pueden determinar claramente las diferencias entre estas señales.
"Los detectores para otros tipos de radiación ya se utilizan en muchas industrias, ", dijo Christl." Se utilizan en aceleradores de partículas para la investigación científica, la industria petrolera o el campo médico para medir la exposición a la radiación. Los científicos han estado trabajando en avances notables en estos detectores, pero los detectores de radiación de neutrones no han recibido ese tipo de atención. En la NASA, vimos esto como una oportunidad para abordar un problema que nuestros astronautas tendrán a medida que realicen viajes más largos en nuestro sistema solar ".
El astronauta de la NASA Shane Kimbrough instaló el dispositivo en la estación espacial el 2 de diciembre de 2016. Desde entonces, se ha trasladado a diferentes ubicaciones en el interior de la estación y actualmente reside en el módulo Nodo 1. El espectrómetro de neutrones rápidos controlará la presencia de neutrones durante seis meses, enviar datos de cualquier impacto de neutrones a una computadora portátil en la estación. Esos datos se descargarán diariamente para que el equipo de Marshall los procese y analice.
El equipo de científicos e ingenieros que diseñó y construyó el espectrómetro de neutrones rápidos en el Centro Marshall de Vuelos Espaciales de la NASA en Huntsville, Alabama, se reúnen alrededor de su dispositivo antes de enviarlo a las instalaciones de procesamiento en Houston para su lanzamiento. Crédito:NASA / Fred Deaton
El dispositivo fue probado y calibrado en aceleradores de partículas y utilizando otras fuentes radiactivas en la Tierra. Si se verifica la técnica, Christl espera que pueda usarse en misiones futuras para determinar cuándo, y cuánto, los neutrones están contribuyendo a la radiación absorbida por una tripulación de viajeros espaciales. Aunque el entorno de radiación de la estación espacial no se considera "espacio profundo, "el espectrómetro es una nueva capacidad lista para validación en un entorno espacial.
El proyecto es un esfuerzo colaborativo dentro de la agencia. Un equipo del Centro de Investigación Langley de la NASA en Hampton, Virginia, está investigando las acciones que los miembros de la tripulación pueden tomar si reciben una advertencia de una ola de radiación inminente de una erupción solar, ejecutar simulaciones y encontrar formas de reorganizar el contenido de una nave espacial para aumentar el blindaje. Otro equipo del Centro Espacial Johnson de la NASA en Houston está avanzando en la detección de partículas cargadas.
"Existe una gran necesidad de controlar la dosis de radiación que recibe la tripulación, ", Dijo Christl." Usamos diferentes técnicas para partículas cargadas y neutrones y necesitaremos saber la dosis de ambos para saber cuánta radiación están recibiendo los astronautas. Estos detectores de radiación pueden obligar a las misiones a cambiar a mitad de camino, pero ayudará a mantener seguros a nuestros astronautas ".
