Risultati preliminari di minuscoli cristalli di fluoruro di litio a bordo di Orion indicano che gli astronauti vicino alla Luna ricevono più radiazione che in orbita terrestre bassa, ma la differenza è minore di quanto molti supporrebbero.

Durante la missione senza equipaggio Artemis I della NASA, tra fine novembre e inizio dicembre 2022, la navicella Orion ha trasportato oltre 10.000 minuscoli cristalli inseriti in due manichini di forma umana per registrare l'esposizione alle radiazioni attorno alla Luna. Tra questi c'erano diverse decine di rilevatori sperimentali fluorescenti al fluoruro di litio sviluppati presso l'Istituto di Fisica Nucleare dell'Accademia polacca delle scienze (IFJ PAN) a Cracovia, imbarcati nell'ambito del Matroshka AstroRad Radiation Experiment (MARE). L'istituto ha fornito anche quasi 600 rilevatori a cristalli termoluminescenti, che usano una tecnica di misura diversa. I ricercatori hanno ora descritto un nuovo metodo per analizzare i dati conservati nei cristalli, in un articolo pubblicato sulla rivista Radiation Measurements.

Secondo il gruppo polacco, i rilevatori al fluoruro di litio funzionano in modo passivo, come una pellicola fotografica: le particelle cariche creano difetti nel cristallo e, illuminato con luce blu, queste zone brillano di rosso, permettendo di seguire le tracce delle singole particelle al microscopio a fluorescenza. Dopo correzioni e un software per eliminare la luce di fondo, i risultati differivano al massimo del 15 per cento da quelli dei rilevatori di tracce convenzionali nell'intervallo di deposizione di energia in comune, e i cristalli hanno registrato anche tracce sotto la soglia di rilevamento dei dispositivi precedenti, afferma il professor Pawel Bilski dell'IFJ PAN. Confrontando i dati con il precedente esperimento MATROSHKA sulla Stazione Spaziale Internazionale, il gruppo riferisce che vicino alla Luna le fasce di Van Allen non forniscono più protoni intrappolati a bassa energia, che in orbita terrestre bassa possono costituire gran parte della dose. Dominano invece le particelle galattiche ad alta energia e la dose si è distribuita quasi uniformemente nei manichini. Le dosi totali vicino alla Luna sono più alte che in orbita terrestre, dice Bilski, ma la differenza non è grande come si potrebbe pensare intuitivamente.

Le cifre sono descritte come preliminari e provengono da un solo volo senza equipaggio, quindi da sole non possono definire limiti di sicurezza per i futuri equipaggi. I ricercatori osservano che i cristalli, larghi pochi millimetri, sono abbastanza piccoli da poter essere indossati, offrono immagini delle tracce più nitide dei rilevatori di plastica che richiedono incisione chimica e, se arricchiti con litio-6, possono registrare anche i neutroni. Sono aspetti importanti per monitorare la radiazione nelle future missioni lunari. La ricerca MARE è stata sostenuta da un finanziamento del Centro nazionale della scienza polacco nell'ambito del programma OPUS. Questo resoconto si basa sulla descrizione che l'istituto di ricerca dà del proprio studio, quindi le conclusioni vanno lette come risultati degli autori e non come risultati replicati in modo indipendente.