Matrioška na meranie radiácie

04. apr. 2015 • Fyzikálne vedy

Matrioška na meranie radiácie

Guľovitý merací prístroj, chemickým zložením zhodný s ľudským telom, nazvali kozmonauti Matrioška. Desať rokov Matrioška zisťovala, aké dávky radiácie z kozmického žiarenia dostávajú jednotlivé orgány kozmonautov na Medzinárodnej vesmírnej stanici ISS.

Desaťročné merania priniesli prekvapujúce výsledky. Tento experiment má význam nielen pre kozmonautov na stanici ISS, ale aj pre posádky budúcich letov na Mars a k ďalším planétam Slnečnej sústavy.

Model ľudského tela

Na meranie radiačnej záťaže kozmonautov sa obvykle používa dozimeter umiestnený v náprsnom vrecku. Foto: RoskosmosZ jeho údajov sa dá vyvodiť, akú dávku žiarenia dostali vnútorné orgány. Nejde však o veľmi presný údaj, pretože na rôzne orgány pôsobí radiácia rôzne a rozdielna je tiež miera odtienenia pokožkou, svalmi a kosťami. Umiestniť do ľudského tela senzory, z ktorých by sme získali presné údaje, sa – samozrejme – nedá. Preto bol vyhlásený medzinárodný projekt na výrobu modelu ľudského tela, ekvivalentného ľudským tkanivám.

Pôvodne vznikli dva polyuretánové modely – jeden mal tvar gule a druhý ľudského tela. Nachádzalo sa v nich viac ako 500 výmenných senzorov. Zatiaľ čo humanoidný model mal rozmiestnené senzory v skutočnej polohe orgánov, guľovitý model zachovával len hrúbku vrstvy pokožky, svalstva a kostí. Experiment trval takmer 10 rokov (začiatok meraní v roku 2004, koniec v roku 2014, pozn. red.), pričom schránky so senzormi sa menili po jednom až šiestich mesiacoch a odosielali sa na analýzu späť na Zem.

Menej ako ukazuje dozimeter

Oba modely umiestnili najskôr do kontejnera, ktorý mal zhodné parametre pohlcovania ionizujúceho žiarenia ako skafandre kozmonautov, a prichytili ho k vonkajšiemu plášťu ISS. Humanoidný model nemohli kvôli veľkým rozmerom umiestniť vnútri vesmírnej stanice, takže ho po prvej fáze experimentu stiahli späť na Zem. Guľový model vybrali kozmonauti z kontajnera a postupne ho premiestňovali po vnútorných priestoroch stanice, aby vedci mohli porovnať intenzitu kozmického žiarenia v jednotlivých kabínach.

Z výsledkov meraní vyplýva, že dávka, ktorú dostávajú vnútorné orgány kozmonautov počas pobytu mimo stanice, je približne o 15 % nižšia, než ako ukazuje dozimeter v náprsnom vrecku. V prípade pobytu vnútri stanice sú hodnoty dokonca dvakrát nižšie. Na základe tohto experimentu sa vypracovali odporúčania, v akých častiach stanice sa majú kozmonauti zdržiavať počas obdobia slnečnej aktivity, a ako sa majú natočiť, aby čo najviac znížili radiačnú záťaž svojich vnútorných orgánov.

Prínos pre plánovanie medziplanetárnych letov

Experiment mal význam aj pre plánovanie letov k ostatným planétam Slnečnej sústavy. Hlavnou prekážkou pre ich uskutočnenie je dlhodobé pôsobenie kozmického žiarenia na človeka. Výsledky sa síce nedajú použiť priamo pre tieto výpočty, pretože Medzinárodná vesmírna stanica sa pohybuje pod vrstvou magnetosféry, ktorá čiastočne odkláňa kozmické žiarenie, je z nich však zrejmé, že radiačné tienenie budúcich rakiet pre ďaleké vesmírne cesty s ľudskou posádkou nebude musieť byť také robustné, ako sa očakávalo.

Autor: Ing. Vladislav Větrovec

Foto: Roskosmos

Viac sa dočítate v časopise Quark (číslo 4/2015).

Uverejnila: ZČ

Hore
Bratislavská vedecká cukráreň
Aurelium - centrum vedy
Quark_2020
Veda v Centre
TAG Slovenská veda
kúpa časopisov jún 2016
banner záhrady
Publikácie Veda v CENTRE
Zaujímavosti vo vede
Sieť NATURA 2000 predstavuje sústavu chránených území členských krajín Európskej únie.
Zistite viac