오리온에 실린 작은 불화리튬 결정의 예비 결과에 따르면 달 부근의 우주비행사는 저궤도보다 더 많은 방사선을 받지만, 그 차이는 많은 사람이 짐작하는 것보다 작습니다.
2022년 11월 말과 12월 초에 진행된 NASA의 무인 아르테미스 I 임무에서 오리온 우주선은 사람 모양 마네킹 두 개에 심은 1만 개가 넘는 작은 결정을 싣고 달 주변의 방사선 피폭을 기록했습니다. 그 가운데에는 크라쿠프의 폴란드 과학원 핵물리 연구소(IFJ PAN)가 개발한 수십 개의 실험용 형광 불화리튬 검출기가 포함되었으며, 마트료시카 아스트라래드 방사선 실험(MARE)의 일부로 비행했습니다. 연구소는 다른 측정 기법을 쓰는 약 600개의 열형광 결정 검출기도 제공했습니다. 연구진은 이번에 결정에 저장된 데이터를 분석하는 새로운 방법을 학술지 Radiation Measurements에 실린 논문에서 설명했습니다.
폴란드 연구팀에 따르면 불화리튬 검출기는 사진 필름처럼 수동적으로 작동합니다. 하전 입자가 결정에 결함을 만들고, 파란빛을 비추면 그 부분이 붉게 빛나 형광 현미경으로 개별 입자의 궤적을 추적할 수 있습니다. 보정과 배경광 제거 소프트웨어를 적용한 뒤, 에너지 침적이 겹치는 구간에서 결과는 기존 궤적 검출기와 최대 15퍼센트 이내로 차이가 났고, 이전 장치의 검출 한계 아래의 궤적도 기록했다고 IFJ PAN의 파웰 빌스키 교수는 말합니다. 국제우주정거장에서 진행된 이전 MATROSHKA 실험과 비교하면, 달 부근에서는 밴앨런대가 저에너지 포획 양성자를 더하지 않는데, 이 양성자는 저궤도에서 선량의 대부분을 차지할 수 있다고 연구팀은 보고합니다. 대신 고에너지 은하 입자가 지배적이며 선량은 마네킹 전체에 거의 균일하게 퍼졌습니다. 빌스키 교수는 달 부근의 총선량이 지구 궤도보다 높지만 직관적으로 예상하는 만큼 차이가 크지는 않다고 말합니다.
수치는 예비적인 것으로 설명되며 한 번의 무인 비행에서 나왔기 때문에, 이것만으로 미래 승무원의 안전 한계를 정할 수는 없습니다. 연구진은 몇 밀리미터에 불과한 결정이 사람이 착용할 수 있을 만큼 작고, 화학적 식각이 필요한 플라스틱 검출기보다 선명한 궤적 영상을 제공하며, 리튬-6으로 농축하면 중성자도 기록할 수 있다고 밝혔습니다. 이는 향후 달 탐사에서 방사선을 감시하는 데 중요한 점입니다. MARE 연구는 폴란드 국립과학센터의 OPUS 프로그램 지원금으로 수행되었습니다. 이 기사는 연구 기관이 자체 연구를 설명한 내용에 근거하므로, 결론은 독립적으로 재현된 결과가 아니라 저자들의 발견으로 읽어야 합니다.
