화성 우주 비행사를 방사선으로부터 보호하려는 NASA의 계획

최근 달 주변의 역사적인 시험 비행을 완료한 아르테미스 1호 임무에는 우주비행사가 한 명도 탑승하지 않았습니다. 특별 승객: 헬가와 조하르, 해부학적으로 매우 상세한 더미 토르소 한 쌍, 그 중 한 명은 특수 방사선 차폐 조끼를 착용 여행. 그들의 임무? 깊은 우주에서 방사선 노출을 측정하고 조끼가 보이지 않는 우주의 위험으로부터 우주 비행사를 보호하는 데 도움이 되는지 확인합니다.

우주 방사선의 위협과 우주 비행사를 보호하는 방법에 대해 자세히 알아보기 위해 조끼를 만드는 회사의 CEO와 이야기를 나눴습니다. StemRad와 은퇴한 NASA 우주비행사 Scott Kelly, 우주비행사 연구에서 자신의 역할로 잘 알려진 우주정거장 임무 베테랑 건강.

보이지 않는 방사선의 위험

여기 지구에서 우리는 행성의 자기권에 의해 위험한 방사선으로부터 보호됩니다. 지구 주변의 자기장은 Van Allen 벨트라는 두 영역에 방사선을 가두어 표면에 있는 우리에게 안전합니다. 그러나 우주 비행사가 달(및 화성과 같은 태양계의 다른 잠재적 위치)을 방문해야 하기 때문에 낮은 지구 궤도를 벗어나면 위험한 방사선에 노출됩니다.

장기적으로 태양이라고 불리는 태양으로부터의 하전 입자로 구성된 이 방사선에 대한 노출 바람, 코로나 질량 방출에서 방출되는 입자 및 우주선 — 다양한 건강을 유발할 수 있습니다. 문제. 가장 중요한 것은 방사선 노출이 암이나 다양한 퇴행성 질환에 걸릴 가능성을 높인다는 것입니다. 그렇기 때문에 NASA와 다른 우주국은 우주비행사가 평생 동안 노출될 수 있는 방사선량에 상한선을 두고 있습니다.

국제 우주 정거장과 같은 궤도 환경에서 우주 비행사가 경험하는 노출은 달 여행에서 경험하는 것보다 훨씬 적지만 여전히 승무원에게 영향을 미치기에는 충분합니다. “때때로 우주선이 눈알을 때리는 것을 볼 수 있으며 그것이 방사선이라는 것을 깨닫고 또한 통과하고 있습니다. 국제 우주 정거장에서 여러 임무를 수행한 스콧 켈리(Scott Kelly)는 이렇게 말했습니다. (ISS). "그래서 당신이 알고있는 것입니다."

자기권 너머의 모험

인간을 다시 달에 보내고 궁극적으로 유인 우주선을 화성에 보내려는 NASA의 계획에 따라 방사선 피폭 문제가 큰 관심사입니다. 아폴로 계획에 따른 이전의 달 탐사 임무는 단 며칠 동안만 지속되었으며 우주비행사들은 당시에 방사선 수준을 높인 태양 입자 사건을 경험하지 않은 것은 다행입니다. 떨어져 있는. 그러나 몇 주 또는 몇 달 동안 지속되는 임무의 경우 우주 비행사를 방사선으로부터 보호할 솔루션이 필요합니다.

그것이 AstroRad 조끼가 들어오는 곳입니다. 수소가 풍부한 폴리머 소재로 제작된 조끼는 골반과 몸통을 덮어 태양 복사로부터 가장 취약한 장기를 보호합니다. 방사선 방호가 신체의 특정 부분에만 적용될 수 있다는 것이 놀랍게 보일 수 있습니다. StemRad의 CEO인 Oren Milstein은 그가 아이디어를 제시한 우주 산업의 많은 사람들이 놀랐다고 말했습니다. 도. 그러나 전신 보호는 엄청나게 번거로울 것이며 최상의 보호는 우주 비행사가 실제로 착용하고 여전히 작업을 수행할 수 있는 것입니다.

전부 아니면 전무(all-or-nothing) 접근 방식이 아니라 선택적 보호를 통해 효과와 실용성의 균형을 맞출 수 있습니다. 폐나 유방 조직과 같은 가장 취약한 장기를 보호할 수 있다면 사람들을 지나치게 방해하지 않고도 안전하게 지킬 수 있습니다.

누적 위험의 개념화

인간으로서 우리는 종종 누적 프로세스보다 즉각적인 위험 측면에서 위험에 대해 생각하는 데 더 익숙합니다. 비행에 대한 두려움과 흡연과 같은 장기적인 건강 위험에 대해 생각하는 방식의 차이를 생각해 보십시오. 그리고 우주에 관해서는 로켓이 고장나거나 우주선이 폭발하는 것과 같은 위험에 대해 생각하는 것이 당연하고 누적된 방사선 노출이 어떤 것인지 상상하기가 더 어렵습니다.

누적 노출을 줄이는 주요 방법 중 하나는 일부 보호 기능을 제공할 만큼 충분히 우수하면서도 중요한 것은 우주 비행사가 착용할 수 있을 만큼 충분히 편안한 보호 기능을 만드는 것입니다. "우리는 당신을 보호할 뿐만 아니라 당신이 입고 싶어할 무언가를 원합니다." Kelly가 말했습니다. 그는 StemRad 자문 위원회의 일원이며 우주비행사가 직면한 건강 문제에 대해 특별히 이해하고 있습니다. NASA의 획기적인 쌍둥이 연구 우주 비행이 인체에 미치는 영향.

조끼는 자유로운 움직임을 허용하면서 신체 일부를 보호합니다. 그리고 Milstein이 지적한 것처럼 일부 시간만 착용하더라도 효과적일 수 있습니다. 시간의 70%만 제품을 사용할 수 있으며 여전히 매우 유용합니다. 샤워를 하거나 운동과 같은 격렬한 활동을 할 때 벗을 수 있습니다. 방사능은 누적되는 것이기 때문입니다.”

인체 공학의 중요성

조끼가 우주비행에서 실용적이 되려면 우주비행사가 착용한 상태에서 자유롭게 움직일 수 있어야 합니다. AstroRad는 일상 업무를 수행하는 동안 밤낮으로 착용한 5명의 우주 비행사에 의해 ISS에서 테스트되어 움직임이 손상되는지 확인했습니다.

Milstein은 "먹고 자는 것과 같이 많은 시간을 차지하는 중요한 일에는 조끼가 괜찮았습니다."라고 말했습니다. 그러나 조끼는 팔을 머리 위로 들어 올리는 것과 같은 특정 움직임을 방해하여 화물 차량을 내리는 것과 같은 작업을 더 어렵게 만들었습니다.

"화물 차량을 내리는 것은 모든 것이 물에 뜨기 때문에 어렵습니다."라고 Kelly는 말했습니다. “가방에서 많은 물건을 꺼낼 때 가방을 열면 모두 떠다니기 시작하고 이를 관리해야 합니다. 그것은 도전이 됩니다.” 그는 우주 비행사들이 극도로 조심해야 하고 질서 있는. 그러나 움직임의 충돌은 이미 어려운 작업을 더 어렵게 만들 것입니다.

"미소 중력은 거의 모든 일을 더 어렵게 만듭니다."라고 Kelly는 말했습니다.

보호 기능을 희생하지 않고 조끼를 최대한 유연하게 만들기 위해 메쉬에 맞는 다양한 깊이의 수천 개의 육각형으로 만들어졌습니다. 이를 통해 특정 영역은 다른 영역보다 더 두꺼운 보호(예: 폐에 대한 더 많은 보호)를 가지면서도 여전히 움직일 수 있을 만큼 충분히 유연합니다. 조끼는 현재 남성과 여성의 몸을 위한 두 가지 크기로 제공되지만 모듈식에 대한 계획이 있습니다. 더 다양한 크기를 수용하기 위해 조끼가 더 짧거나 길어질 수 있는 시스템 몸.

실제 시나리오에서 보호 테스트

ISS의 AstroRad에서 수행된 테스트는 우주 비행사를 위한 조끼의 편안함과 적합성을 이해하는 것이었지만 차단된 방사선의 양을 평가하지 않았습니다. 이를 위해 조끼의 효과를 테스트하는 가장 좋은 방법은 실제 승무원 임무와 비슷한 상황에서 확인하는 것입니다.

그렇기 때문에 승무원이 풀린 아르테미스 1호 임무에는 몸통 모양의 탐지기로 가득 찬 두 개의 인형 헬가와 조하르가 포함되었습니다. 두 몸통은 들어오는 방사능 입자를 감지하도록 설계되었으며, 한 몸통은 조끼를 착용하므로 팀은 조끼가 이 방사능을 막는 데 얼마나 효과적인지 확인할 수 있습니다. 지구에서 달 주위를 왕복하는 25일 비행 동안 그들은 우주 비행사가 미래 임무에서 있을 것과 동일한 방사선 환경에 노출될 것입니다.

“처음으로 우리는 심우주에서 방사선량과 인체에 침투하는 방사선량을 정량화할 수 있게 될 것입니다. 동시에 잠재적 대응책을 검증하십시오.”라고 Milstein은 말했습니다. "심우주 내 장기 수준에서 방사선에 대한 인간의 감수성에 대한 데이터의 보고가 될 것입니다."

AstroRad의 초점은 인체 건강에 가장 위험한 이온화 방사선으로부터 보호하는 것입니다. 그러나 이 테스트는 또한 조끼가 은하 우주 광선이라고 하는 다른 유형의 방사선을 막는 데 효과적인지 보여줍니다. 이 배경 방사선은 차단하기 어렵기 때문에 이점이 미미할 가능성이 높지만 모두 향후 보호 조치에 유용한 데이터입니다.

위험 관리의 심리학

우주를 탐험하는 것은 항상 어느 정도의 위험이 따르며 우주비행사는 이러한 현실을 업무의 일부로 분류하도록 배웁니다. "당신은 당신의 일과 당신이 통제할 수 있는 것에 집중하고 다른 모든 것은 무시하도록 훈련받았습니다."라고 Kelly는 설명했습니다. "당신은 위험을 알고 있지만 그것이 당신을 무력하게 놔두지 않습니다."

방사선은 우주 비행사가 다루는 많은 위험 중 하나에 불과합니다. 그러나 발사 실패와 같은 즉각적인 위험과 달리 방사선은 "이 알려지지 않은 위험"이라고 Kelly는 말했습니다. "여생 동안 자신을 노출시키는 것은 오래 지속되는 위험입니다."

우주 기관에는 즉각적인 위험과 장기적인 건강 영향 측면에서 우주 비행사를 최대한 안전하게 보호해야 하는 도덕적 의무가 있습니다. 달에 대한 아르테미스 임무와 미래의 승무원 탐사를 위해 방사선 보호가 중요한 부분이 될 것입니다.

Kelly에게 위험 관리 접근 방식의 핵심은 균형입니다. 여기에는 처리할 수 있는 위험을 완화하고 처리할 수 없는 위험을 처리하는 것이 포함됩니다. "우리는 합리적인 범위 내에서 가능한 한 안전하게 만듭니다."라고 그는 말했습니다. "모든 것이 100% 안전하기를 바란다면 절대 집을 떠나지 않을 것입니다."

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