（图片来源：美国宇航局）
一项新的研究发现，有一天，防辐射背心可能会保护宇航员免受太阳随机爆发的危险。
距离决赛 50 多年 阿波罗 任务，美国宇航局 阿尔忒弥斯计划 旨在让人类回归 月亮。为了取得成功，该项目必须保护宇航员免受太阳辐射，特别是强烈且不可预测的辐射 太阳风暴。由于重量限制，给整个航天器涂上一层有意义的厚辐射屏蔽层仍然不切实际，但将宇航员包裹在防护服中可能会有所帮助。
在这项新研究中，研究人员尝试了 AstroRad 背心，它是由以色列初创公司 StemRad 在以色列航天局和航空航天巨头洛克希德·马丁公司的支持下设计的。该服装的设计目的是保护宇航员免受爆炸的伤害 太阳 称为太阳粒子事件。
”太空辐射 单一专业是不可避免的 太阳粒子事件 研究报告的合著者、StemRad 首席执行官兼联合创始人奥伦·米尔斯坦 (Oren Milstein) 告诉 Space.com。“通过显着降低这种风险，个人屏蔽对于未来的月球和太空旅行来说尤其重要。” 火星 任务。”
在防辐射方面，铅能够出色地阻挡有害形式的光，例如 X 射线和伽马射线。然而，铅在防御可能穿过太空的危险粒子方面效果要差得多。例如，当被称为β粒子的快速高能电子撞击致密的铅原子时，它们会引发比β粒子本身更有害的X射线阵。如果中子撞击铅原子，它们会从原子核中撞出中子喷雾，从而加剧辐射的影响。
相反，AstroRad 依赖于富含氢的高密度塑料。在元素中，氢的每个原子电子密度最高，这有助于形成致密的屏蔽层以防止进入的粒子。同时，氢原子通常没有中子，因此如果中子撞击它们，它们不会产生铅原子可能发生的那种危险的中子喷雾。
此外，AstroRad 中的塑料比铅轻得多。这使得穿着含有塑料的服装更容易移动，并且对于重量是主要限制的太空任务来说更加实用。
科学家们将数千根六角形硬质塑料棒像鳞片一样组合在一起，创造出一件灵活的服装。总而言之，每件背心重约 57 磅（26 公斤）。
研究报告的合著者、StemRad 太空探索首席科学家 Jordan Houri 告诉 Space.com，科学家们开发了一件背心，而不是全身套装或头盔，因为“不同的器官和组织对辐射的敏感性非常不同，因此平等地屏蔽身体的每个部分并不是最有效的方法”。 “与此同时，全身套装的穿着和活动会更加困难。”
AstroRad 背心的屏蔽厚度取决于下面器官对辐射的敏感程度。胡里说，与在全身均匀分布相同量的屏蔽相比，这种策略可以将人受到的辐射剂量减少约 30%。
研究人员 测试了他们的背心 在 NASA 无人飞行期间 阿尔忒弥斯一号 2022 年末的登月任务使用了一对极其复杂的假人（称为“幻影”）。这些人造躯干由模拟人体组织、骨骼和器官密度的塑料制成，每个躯干表面和内部都配备了 5,600 多个辐射传感器。
这两个模型被设计为成年女性，因为之前的研究发现乳房和卵巢特别容易受到辐射损伤。
“预计女性患辐射诱发癌症的风险更高，”米尔斯坦说。 “有针对性的屏蔽可以帮助缩小男性和女性宇航员之间的风险差异。”
由于幽灵模仿女性，所以它们被赋予了女性的名字， 佐哈尔和赫尔加。 “赫尔加是德国航空航天中心为这项实验贡献的，赫尔加是一个传统的德国名字，”米尔斯坦说。 “Zohar 是由以色列航天局提供的，该机构通过公众宣传活动选择了这个名字。Zohar 是一个传统的希伯来语名字，意思是‘光辉’，我们认为这个名字特别合适。”
佐哈尔和赫尔加坐在美国宇航局的飞机上 猎户座 宇宙飞船; Zohar 配备了 AstroRad 背心，而 Helga 则没有。虽然猎户座没有遇到重大事件 太阳爆发 在为期 26 天的往返月球轨道任务中，研究人员能够根据幽灵穿过月球内部时所遇到的情况，推断出宇航员可能会经历多少太阳辐射。 范艾伦致电 地球周围的辐射。
当科学家分析过去的太阳粒子事件时，他们发现 AstroRad 背心会显着减少这些爆发期间人受到的辐射剂量，例如，对于 1972 年 8 月发生的太阳粒子事件，减少了近 60%。
“我们最初预计接近 45%，所以当我们第一次看到结果时，我们认为我们需要返回并发现错误，”Houri 说。 “相反，详细分析表明 AstroRad 为对辐射最敏感的器官和组织提供有针对性的屏蔽的方法甚至比我们预计的更有效。”
这样的减少可以使宇航员免受相当于长达 193 天的深空辐射暴露。 “最重要的含义是 AstroRad 可以帮助克服限制长期治疗的主要健康挑战之一 人类对地球以外的探索，”米尔斯坦说。
胡里说，宇航员不会在整个任务期间持续佩戴 AstroRad。 “AstroRad 是作为太阳粒子事件的紧急对策而开发的，因此宇航员只会在辐射水平升高时佩戴它，通常持续数小时或数天，”他解释道。
尽管如此，“虽然宇航员不需要在整个任务中穿着它，但我们设计的背心可以一次使用几个小时，”米尔斯坦说。在测试时背心 国际空间站，“一些船员甚至戴着它睡觉。”
AstroRad 背心提供的辐射防护水平与 猎户座飞船的机载避难所胡里说，“同时允许佩戴它的宇航员离开避难所并继续执行关键任务。” “AstroRad 可以单独使用，也可以与避难所一起使用，但其主要优点之一是宇航员在舱内移动和执行基本任务操作时可以保持受到保护，而不是留在避难所内。”
科学家们现在正在研究是否有可能使用机载材料在太空中制造辐射屏蔽。例如，米尔斯坦表示，与佛罗里达州航空航天公司 Redwire 合作，“我们已经证明可以在国际空间站上用回收聚乙烯 3D 打印 AstroRad 组件”。
科学家详细介绍了 他们的发现 今天（8 月 12 日）在线发表在《科学进展》杂志上。
