Lunar Shields: Strahlenschutz f├╝r Mond-Astronauten

Ein Team von Forschern schaut auf den Mond, um die Werkzeuge zu entwickeln, die Astronauten möglicherweise benötigen, um potentiell lebensbedrohliche Strahlung im Weltraum abzuwehren.

Gegenwärtig, während ihrer NASA-finanzierten Studie, arbeiten die Forscher daran, herauszufinden, ob ein Satz elektrisch geladener Abschirmkugeln auf 40-Meter-Masten die Strahlung einer besiedelten Mondbasis ablenken könnte.

Wenn es sich als möglich herausstellen sollte, könnte ein solcher strahlungsfester Bildschirm - der so genannte elektrostatische Schirm - die Astronauten vor den langanhaltenden und möglicherweise tödlichen Strahlengefahren der Raumfahrt jenseits des Erdmagnetfeldes schützen.

"Die Abschirmung gegen elektrostatische Strahlung ist eine ziemlich einfache Idee", sagte John Lane, Co-Leiter der Studie, ein Anwendungswissenschaftler bei der ASRC Aerospace Corp. am Kennedy Space Center (KSC). "Wir sind besorgt über geladene Teilchenstrahlung."

Diese Strahlung, hochenergetische Protonen und Elektronen, die von der Sonne während massiver Sonnenstürme oder durch das Universum als galaktische kosmische Strahlung (GCRs) ausgestoßen werden, sind die Hauptgefahren, auf die Lane, seine Kollegen, abzielt. ASRC-Forscher Charles Buhler leitet die Studie, die ein Phase-1-Projekt ist, das vom NASA Institute for Advanced Concepts (NIAC) finanziert wird.

Nicht wie Apollo

Trotz der scheinbaren Leichtigkeit der vergangenen Mondforschung Exploration Strahlung, wie NASA's erfolgreichen Apollo Mondlandungen, ohne ausreichende Abschirmung langfristige Besetzung des Mondes und die Weltraumforschung kann unerreichbar bleiben, sagten Forscher.

"Viele Leute denken an die Apollo Astronauten, und dass sie nicht viel Schutz hatten und in Ordnung waren", sagte Lane. "Aber in Apollo war es eine sehr kurze Mission und viel davon war im Grunde genommen Glück. Ich bin mir nicht sicher, wie sie es geschafft haben, so viel Glück zu haben, aber ich glaube nicht, dass man auf kurze Missionen für die Zukunft zählen kann oder Reisen zu den Planeten. "

Forscher haben gesagt, dass ein bedeutendes Strahlungsereignis während einer von sechs Apollo-Mondlandungen hätte sein können katastrophal zu den Astronauten, die sie ausgeführt haben. Aber Apollo-Crews lebten höchstens für Tage auf dem Mond, während die Langzeitmission viel länger dauert.

Strahlung von galaktischen kosmischen Strahlen oder Sonnenpartikeln würde jedoch extrem wahrscheinlich einen langen Aufenthalt auf dem Mond beeinflussen, sagten Forscher.

Kugelgeometrie

Gegenwärtig versuchen Lane und seine Kollegen den besten Weg zu finden, große Feldgeneratoren - die Kugeln - unterschiedlicher Größe anzuordnen, um ein elektrisches Feld zu erzeugen, das hochenergetische Protonen und Elektronen abstößt.

"Die erste Frage ist:, In welchem ÔÇőÔÇőBereich müssen Sie wirklich diese geladenen Teilchen aufhalten '", sagte Lane.

Gegenwärtige Designs verlangen nach schwachen, negativ geladenen Kugeln, die entlang der äußeren Regionen des Schildes verteilt sind, um Elektronen auszusieben, während starke, positiv geladene Generatoren sich in der Mitte sammeln, um hochenergetische Protonen abzulenken, fügte Lane hinzu.

Die Herausforderung besteht jedoch darin, eine Reihe von Kugeln anzuordnen, um ein umfassendes elektrisches Feld aufzubauen, das stark genug ist, um Strahlung abzulenken, aber nicht so stark, dass es Elektronen aus der Mondbasis oder dem umgebenden Material reißt - daher die 40 Meter langen Pole, um Generatoren zu halten an einem sicheren, Wassertank-hohen Abstand.

"Das ist eine der Designbeschränkungen", sagte Lane.

Die Forscher befassen sich derzeit nicht mit dem Energiebedarf des Schilddesigns, obwohl Wissenschaftler mit früheren Studien sagen, dass sie schwanken könnten.

"Das wahre Problem ist, welche Art von Leistungsstufen dieser Schildtyp benötigt", sagte der NASA-Physiker Robert Youngquist, der das Potenzial eines elektrostatischen Schildes für zukünftige Raumfahrzeuge untersucht. "Wenn es zu viel Strom ist, ist das ein potenzieller Showstopper."

Aber zumindest für eine Mondbasis hätten Astronauten den Vorteil, wenn sie die Hälfte ihrer Oberfläche - hauptsächlich den Boden - bereits durch die bloße Masse des Mondes vor Strahlung schützen würden, sagte Youngquist.

Multi-Shield-Ansatz

Um die Wirksamkeit eines elektrostatischen Feldes auf dem Mond zu maximieren, sehen ASRC-Forscher einen abgestuften Ansatz zum Strahlenschutz vor.

Sphärische Generatoren könnten kombiniert werden, elektrostatische Flachbildschirme niedrig auf den Boden platziert, um Mondstaub von Generator Oberflächen und Verstopfung der Werke, Lane sagte, fügte hinzu, dass das gleiche Mondmaterial könnte als Sekundärschild geklopft werden.

"Ich denke, dass das wahrscheinlichste System Regolith- oder Sandsäcke sein wird, die wie ein Iglu aufgebaut sind", sagte er.

Unterdessen sagte Youngquist, es gäbe noch andere Forscher, die Strahlungsschirme mit Magnetfeldern und Plasma entwickeln, Elektronenströme, die von ihren Ursprungsatomen gerissen wurden.

"Ob das [letzte Schild] elektrostatisch ist oder nicht, müssen wir noch genau studieren", sagte Lane und fügte hinzu, dass es noch viele andere technische Herausforderungen bei der Mond- und Mars-Erforschung gibt. "Wenn es keine gute Methode ist zumindest wissen wir warum. "