#神舟十三号圓夢太空#
當神舟十三号的宇宙天團們,曆經半年超長太空出差平安返回後,可以說,美隊鋼鐵俠超人蜘蛛俠加在一起,都比不上我們對這些現實裡太空英雄們的崇拜。
但是,太空英雄畢竟是人,他們不會經曆宇宙射線後就獲得超能力,相反,他們會需要休息一段時間,來讓受到過宇宙輻照後的身體機能得到最好的恢複。那麼,我們的“感覺良好”三人組是如何抵禦來自空間的宇宙射線的?
宇宙射線的防護
在航天飛行中,電離輻射主要來源于太陽粒子事件、銀河宇宙射線、星體捕獲輻射帶。這些空間輻射增加航天員罹患各種疾病的風險。NASA将其概括為緻癌、中樞神經系統影響、退行性變(心血管、免疫系統變化、白内障等)以及輻射綜合症4 種類型。為了保障航天員的身體健康,按照“合理可達到的盡可能低( as low as reasonable achievable,ALARA) ”原則,我們通常都會對航天員同時進行物理防護和生物醫學防護。
物理防護是指通過物理手段來對空間輻射進行防護,通過增加屏蔽材料厚度,利用電磁場等方法盡可能減小航天員工作、生活區的空間輻射,設置“保護區”。
也會利用帶電粒子射入航天器後與航天器屏蔽材料發生相互作用,從而損失能量以達到屏蔽的目的,或者利用磁場或電場使入射的帶電粒子發生偏轉,使其無法進入艙内,以此來達到屏蔽的效果。
生物醫學防護指的是,當宇航員在執行長期的載人航天任務中受到低、中劑量的輻射時,人體内會發生主要由水分子電離産生的羟基自由基所引起的DNA 的損傷。通過生物醫學防護的方法,利用服用藥物、補充營養等手段,有望提高人體對于輻射的耐受性來減輕輻射對于人體的損傷。
可以說航天員在整個任務期間的健康和安全是載人航天探索任務的核心問題。空間輻射是載人深空飛行中威脅航天員健康的主要風險因素之一,其防護也是制約人類邁向深空的主要瓶頸之一,除了這些必要的防護外,我們還需要随時對航天員的身體進行輻射劑量的測量和記錄,這也需要專業的設備才行。
宇宙射線的監測
據了解,本次中國輻射防護研究院設計了兩款硬核産品,讓它們伴随着我們的宇宙天團一起進入太空,實行對宇宙射線的監測。
首先是航天員個人劑量儀,它是一款電子測量儀器,主要是用來實時測量并記錄航天員執行任務期間受到的輻射劑量,一旦超過劑量會立刻警示,以此來保障航天員們的身體健康。
個人防護劑量儀我們并不陌生,所有從事放射工作的工作人員,都需要佩戴個人電子報警儀用來進行個人劑量控制,以保護身體,但因為此次航天員“出差”時間較長,與一般産品不同的是,為了滿足這次長周期空間任務需求,中輻院技術團隊在已有技術基礎上,對産品進行了全面優化設計,并實現了核心部件的全部國産化,最終圓滿完成任務。
另外還有的就是人體輻射劑量當量儀,它是國内首台安裝于空間站核心艙内的同類儀表,也是中輻院打破國外壟斷,具有完全自主知識産權的一款全新成果。主要用于艙内模拟人體内細胞劑量的實時測量,能夠更好地反映空間輻射對人體組織器官的影響,從而更加準确地評估空間輻射對航天員的危害程度。
上圖的這台人體輻射劑量當量儀破了組織等效正比計數器特殊結構設計等關鍵核心技術,解決了微重力環境下散熱、防真空放電等技術難點,并按照空間站艙載産品要求對設備進行一系列極為苛刻的試驗,保證了儀器的可靠性。
如今,宇宙天團平安返回,我們的儀器卻并沒有結束使命,他們可以為接下來的航天任務提供更多的可靠數據,尤其是人體輻射劑量當量儀,将繼續完成自己的使命,迎接新的宇航員,完成新的太空任務。
人類探測宇宙的腳步從未停止,如何降低空間輻射風險也需要科學家們的持續探索,但此次的神舟十三圓滿完成任務,也證明了我國的輻射防護技術,能經得起時間與空間考驗,足以保護英雄遠征,讓他們平安返航。
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