DLR предоставляет женские измерительные манекены для миссии NASA Artemis I

В 2022 году миссия НАСА Artemis I впервые за почти 50 лет отправит на Луну космический корабль, способный перевозить человеческий экипаж. В этом испытательном полете на борту капсулы Orion будут находиться манекены-близнецы Хельга и Зохар. В эксперименте MARE, разработанном Немецким аэрокосмическим центром (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt; DLR), будут использоваться два идентичных макета, представляющих женское тело, для исследования радиационного облучения в течение всего полета, который может продлиться до шести недель. Миссия имеет жизненно важное значение в свете плана НАСА отправить первую женщину на Луну в рамках программы «Артемида». Исследователи из Института аэрокосмической медицины DLR в Кельне разработали манекен для эксперимента и уже доставили его в Космический центр Кеннеди (KSC) НАСА для установки. Новый жилет для защиты от радиации также является частью эксперимента и будет проходить испытания. Запуск «Артемиды I» запланирован на лето 2022 года. Сборку и установку измерительных манекенов планируется провести примерно за четыре недели до запуска. Радиация, которой подвергается человеческий организм, значительно выше за пределами защитного магнитного поля Земли. Женский организм более чувствителен к этому излучению, чем мужской, особенно в таких органах, как грудь. В целом, радиация является одной из самых больших проблем, возникающих при длительных космических полетах в дальний космос, например, на Марс. «С помощью MARE, крупнейшего эксперимента по радиации, который когда-либо проводился за пределами низкой околоземной орбиты. Мы хотим выяснить, как именно уровень радиации повлияет на женщин-астронавтов в течение всего полета на Луну, и какие меры защиты могут помочь противостоять этому», — говорит Томас Бергер, руководитель рабочей группы по биофизике в отделе радиационной биологии Института аэрокосмической медицины DLR. "В течение последних нескольких месяцев на площадках DLR в Кельне и Бремене мы тщательно изучали манекены — Хельгу и Зохара, включая проведение тестов для определения воздействия вибраций, которым они будут подвергнуты во время запуска миссии Artemis I. Цель состоит в том, чтобы гарантировать, что все пройдет гладко впоследствии в Космическом центре Кеннеди". Манекены-близнецы смоделированы на основе женских тел. В целом, женщины подвержены большему риску заболеть раком, поэтому для женщин-астронавтов всегда применяются другие граничные значения радиации, чем для их коллег-мужчин. Однако до сих пор в космосе не проводились измерения с использованием манекенов с учетом половой принадлежности. «Если говорить более конкретно, оба манекена изготовлены из материалов, имитирующих человеческие кости, мягкие ткани и органы взрослой женщины. Более 10 000 пассивных датчиков и 34 активных детектора радиации интегрированы в 38 срезов, из которых состоят манекены», — объясняет руководитель проекта MARE Томас Бергер. Оба фантома имеют рост 95 сантиметров и вес 36 килограммов. Один из них — Хелга — полетит на Луну без защиты, а другой — Зохар — наденет недавно разработанный жилет для защиты от радиации под названием AstroRad. Сравнивая два результата, можно будет определить, в какой степени жилет, разработанный израильскими партнерами DLR, может защитить астронавта от вредного воздействия радиации. Космическая радиация в космосе Атмосфера Земли и экранирующее действие ее магнитного поля защищают нас от большей части радиации во Вселенной, включая солнечную радиацию. Когда астронавты покидают Землю, они подвергаются воздействию всего спектра радиации, встречающейся в космосе. Космический корабль Orion испытает два периода интенсивного излучения во время пролета через пояс Ван Аллена — один раз в первые несколько часов после запуска и после возвращения на Землю, где находятся заряженные частицы, захваченные магнитным полем Земли. За пределами защиты магнитного поля Земли «Орион» столкнется с более жесткой радиационной обстановкой, чем экипаж Международной космической станции, находящейся на низкой околоземной орбите. За пределами пояса Ван Аллена космическая радиационная среда включает в себя энергетические частицы, образующиеся на Солнце во время солнечных вспышек, а также галактические и внегалактические частицы космических лучей, которые исходят из-за пределов Солнечной системы. "Космические лучи представляют собой особую проблему для длительных полетов в открытом космосе, поскольку они обеспечивают непрерывный уровень высокоэнергетических ионизированных частиц", — объясняет Кристина Хеллвег, руководитель отдела радиационной биологии в Институте аэрокосмической медицины DLR. «Частицы в космических лучах варьируются от водорода до железа и урана». Антропоморфные манекены измеряют радиацию Хельга и Зохар — антропоморфные манекены — измерительные тела, смоделированные на основе человеческого торса. DLR имеет большой опыт в этой области: манекен под названием «Matroshka», разработанный Институтом аэрокосмической медицины DLR в Кельне, был развернут на МКС в период с 2004 по 2011 год. Закрепленный на внешней стороне МКС, он собирал показания радиации, репрезентативные для астронавта, совершающего выход в открытый космос. Тот же манекен размещался в различных частях космической станции для измерения радиационного воздействия. «Астронавты на МКС подвергаются воздействию радиации, уровень которой примерно в 250 раз выше, чем у людей на Земле. Облучение во время исследовательских миссий вдали от магнитного поля Земли или в межпланетном пространстве может быть гораздо выше — по нашим оценкам, до 700 раз», — говорит Бергер.