Tàu vũ trụ Orion đang được bảo vệ khỏi bức xạ cực đoan như thế nào

Khi sứ mệnh Artemis I của NASA được phóng thành công lên không gian và bắt đầu thực hiện hành trình quanh mặt trăng vào năm 2022, không có bất kỳ phi hành gia nào trên tàu - thay vào đó là hai hình nộm có tỉ lệ tương tự như người trưởng thành. Hai hình nộm này có tên là Helga và Zohar, được thiết kế để kiểm tra mức độ bức xạ mà các phi hành gia có thể sẽ phải tiếp xúc khi họ thực hiện các sứ mệnh Artemis II và III.

Sau gần hai năm thu thập và phân tích dữ liệu, cơ quan vũ trụ Đức DLR đã công bố kết quả đầu tiên từ nghiên cứu bức xạ không gian. Tin tốt cho các nhà thám hiểm mặt trăng trong tương lai là có vẻ như mức độ bức xạ mà họ phải đối mặt sẽ nằm trong giới hạn chấp nhận được bên trong các khu vực được che chắn đạt chuẩn của tàu vũ trụ.

Bức xạ là một trong những mối lo ngại lớn nhất khi con người di chuyển ra ngoài từ quyển bảo vệ của Trái đất và vùng các hạt tích điện, được gọi là vành đai Van Allen, có thể giúp bảo vệ mọi sinh vật trên mặt đất khỏi tiếp xúc với bức xạ có hại. Khi ra khỏi quỹ đạo Trái đất thấp, tiếp cận mặt trăng và xa hơn nữa, các phi hành gia sẽ tiếp xúc với lượng bức xạ cực đoan có thể gây ung thư, bệnh tim mạch và hoàng loạt vấn đề sức khỏe khác.

Nghiên cứu mới từ DLR phát hiện ra rằng lượng bức xạ tiếp xúc bên trong khoang tàu vũ trụ Orion thay đổi đáng kể tùy theo vị trí, với các khu vực được che chắn sẽ cho khả năng bảo vệ tốt hơn gấp bốn lần so với những vị trí không được che chắn.

Tuy nhiên, không chỉ môi trường bên trong khoang tàu là quan trọng. Nghiên cứu cũng phát hiện ra rằng hướng của tàu vũ trụ ảnh hưởng đến mức độ tiếp xúc. Chẳng hạn, bằng cách quay tàu vũ trụ 90 độ trong khi bay qua vành đai Van Allen bên trong, mức độ tiếp xúc bức xạ đã giảm 50%.

“Điều này chỉ ra thực tế rằng thao tác bay này có thể làm giảm đáng kể mức độ tiếp xúc với bức xạ của phi hành đoàn. Đây cũng là một dấu hiệu tốt và khẳng định tính phù hợp cơ bản của Orion đối với các chuyến bay vũ trụ có người thật trong tương lai. Dữ liệu đo lường của chúng tôi cũng cung cấp một cơ sở kiến ​​thức vững chắc cho việc thiết kế các sứ mệnh như vậy”, tiến sĩ Thomas Berger thuộc Viện Y học Hàng không Vũ trụ DLR cho biết.

Hai hình nộm được sử dụng để mô phỏng các loại phơi nhiễm bức xạ mà cơ thể con người có thể gặp phải, trong đó so sánh một hình nộm không được bảo vệ và một hình nộm mặc áo chống bức xạ. Các nhà nghiên cứu vẫn chưa công bố dữ liệu từ phép so sánh đó, nhưng kết quả phân tích hứa hẹn sẽ mang đến nhiều hiểu biết thú vị.

Với các thiết bị giám sát bức xạ được đặt khắp khoang Orion, chúng tôi đang có được những hiểu biết giá trị về cách bức xạ không gian tương tác với lớp bảo vệ của tàu vũ trụ, các loại bức xạ xuyên qua để tiếp cận cơ thể con người và những khu vực nào bên trong Orion cung cấp khả năng bảo vệ tốt nhất. Kiến thức này vô cùng quý giá vì nó sẽ cho phép chúng tôi ước tính chính xác mức độ phơi nhiễm bức xạ đối với các phi hành gia ESA trước khi họ du hành vào không gian sâu, đảm bảo an toàn cho họ trong các nhiệm vụ lên Mặt Trăng và xa hơn nữa.