猎户座飞船搭载的微小氟化锂晶体的初步结果表明,月球附近的宇航员受到的辐射高于近地轨道,但差距比许多人想象的要小。
在NASA 2022年11月下旬至12月初的无人阿尔忒弥斯一号任务中,猎户座飞船携带了嵌入两个人形假人的一万多颗微小晶体,用于记录月球周围的辐射暴露。其中有几十个由克拉科夫波兰科学院核物理研究所(IFJ PAN)研制的实验性荧光氟化锂探测器,作为马特罗什卡宇航辐射实验(MARE)的一部分随船飞行。该研究所还提供了近600个采用另一种测量技术的热释光晶体探测器。研究人员现已在《Radiation Measurements》期刊发表的论文中,介绍了一种分析晶体所存数据的新方法。
据波兰团队介绍,氟化锂探测器像照相底片一样被动工作:带电粒子在晶体中造成缺陷,用蓝光照射时这些区域发出红光,科学家便可在荧光显微镜下追踪单个粒子的径迹。IFJ PAN的帕维尔·比尔斯基教授表示,在应用修正并用软件去除背景光后,在能量沉积的重叠范围内,结果与传统径迹探测器相差不超过15%,晶体还记录到了低于以往设备探测阈值的径迹。与此前国际空间站上的MATROSHKA实验相比,研究团队报告称,在月球附近,范艾伦辐射带不再提供低能俘获质子,而这类质子在近地轨道可占剂量的大部分。取而代之的是高能银河粒子占主导,剂量在假人体内几乎均匀分布。比尔斯基说,月球附近的总剂量高于地球轨道,但差距不像直觉上想象的那么大。
这些数据被描述为初步结果,且来自单次无人飞行,因此不能单凭它们为未来的乘组确定安全限值。研究人员指出,这些仅几毫米大小的晶体小到可供人佩戴,比需要化学蚀刻的塑料探测器给出更清晰的径迹图像,在用锂-6富集后还能记录中子。这些特点对未来月球任务的辐射监测很重要。MARE研究获得了波兰国家科学中心OPUS计划的资助。本文依据的是研究机构对自身研究的描述,因此结论应被视为作者的发现,而非经独立重复验证的结果。
