¿Cómo se protegen los astronautas de la radiación durante las caminatas espaciales?

Tengo esto en el sitio web de la NASA. Puede resolver tu problema.

¿Cómo protegemos a los astronautas de la radiación espacial?

Varios parámetros afectan la exposición de los astronautas a la radiación. Estos parámetros incluyen la estructura de la nave espacial, los materiales utilizados para construir el vehículo, la altitud e inclinación de la nave espacial, el estado de los cinturones de electrones de la zona exterior, el flujo de protones interplanetarios, las condiciones del campo geomagnético, la posición del ciclo solar y el tiempo de inicio de EVA y duración. SRAG considera todos estos parámetros para garantizar que las exposiciones a la radiación recibidas por los astronautas permanezcan por debajo de los límites de seguridad establecidos. Los componentes específicos de esta responsabilidad incluyen:

• Brindar apoyo radiológico durante las misiones.
• Proyección de exposiciones de tripulación antes del vuelo y actividad extravehicular (EVA)
• Evaluación de la seguridad radiológica con respecto a la exposición a isótopos y equipos productores de radiación transportados en la nave espacial.
• Mantener la capacidad integral de modelado de exposición de la tripulación
• Proporcionar instrumentos de radiación para caracterizar y cuantificar el entorno de radiación dentro y fuera de la nave espacial.

Brindar apoyo radiológico durante las misiones.

Las consolas de radiación en el Centro de Control de la Misión en el Centro Espacial Johnson cuentan con personal durante cuatro horas diarias durante las condiciones climáticas espaciales nominales, y continuamente durante las actividades extravehiculares (EVA) y la actividad significativa del clima espacial. SRAG trabaja muy de cerca con el Space Environment Center (SEC) en la Administración Nacional Oceánica y Atmosférica (NOAA) en Boulder, Colorado. NOAA monitorea continuamente los datos recibidos de sus satélites meteorológicos espaciales y estaciones terrestres para proporcionar información actual y pronósticos sobre el entorno espacial. Los pronosticadores solares en la SEC brindan asistencia las 24 horas, alertas y advertencias sobre las condiciones climáticas espaciales por teléfono y buscapersonas, y muestran datos operativos del clima espacial en tiempo real a través de Internet.

Durante condiciones nominales, los miembros del equipo SRAG examinan los datos, informes y pronósticos del clima espacial de NOAA para detectar tendencias o condiciones que puedan producir mejoras en el entorno de radiación cercano a la Tierra; Luego informan la información a la gerencia de vuelo. También verifican que se mantenga el principio ALARA (tan bajo como sea razonablemente posible). Cuando los informes del clima espacial indican que existen condiciones para un cambio significativo (aunque no se produzca un aumento), las consolas de radiación están disponibles durante períodos más largos y el equipo se asegura de que el hardware de monitoreo de radiación sea completamente funcional. También pueden recomendar restringir o reprogramar los EVA. Cuando hay un aumento confirmado en los niveles de exposición a la radiación, las operaciones de monitoreo de SRAG en Control de Misión aumentan a 24 horas por día. Durante esos momentos, los miembros del equipo de SRAG pueden recomendar la búsqueda activa de áreas protegidas dentro de la nave espacial, y la cancelación o la programación revisada de EVA.

Proyección de exposiciones de tripulación antes del vuelo y EVA

Para apoyar la planificación de la misión, el Grupo de Análisis de Radiación Espacial mantiene un amplio conjunto de herramientas para estimar la exposición recibida por los equipos de misiones tripuladas en la órbita terrestre baja (LEO). Este conjunto de herramientas incluye modelos resueltos en el tiempo del campo magnético de la Tierra, mapas de los flujos de radiación atrapados en la geomagnetosfera y algoritmos de traducción / propagación de trayectoria. Las condiciones del entorno espacial (flujo de protones interplanetarios, estado de los cinturones de electrones, condiciones de campo geomagnético) se integran con los parámetros de la misión (altitud e inclinación de la nave espacial, ubicación y sincronización de los EVA) para proyectar las exposiciones de la tripulación.

Los vuelos de baja inclinación y alta altitud durante el mínimo solar producen tasas de dosis más altas que aquellos con vuelos de alta inclinación y baja altitud durante el máximo solar. A mayores altitudes, el área de la Anomalía del Atlántico Sur es mayor y la concentración de protones es mayor. Aunque las trayectorias de los vuelos de alta inclinación atraviesan las regiones de intensidades máximas dentro de la Anomalía del Atlántico Sur, se pasa menos tiempo allí que en los vuelos de baja inclinación, y las tripulaciones en los vuelos de alta inclinación generalmente reciben menos exposición neta a la radiación atrapada a la misma altitud. Durante el máximo solar, los aumentos en la actividad del Sol expanden la atmósfera; Esta expansión causa pérdidas de algunos de los protones en los cinturones de radiación debido a las interacciones con los gases atmosféricos. Por lo tanto, las dosis de radiación atrapadas disminuyen durante el máximo solar y aumentan durante el mínimo solar. El impacto de la radiación cósmica galáctica también es menor durante el máximo solar porque la mayor velocidad y densidad del viento solar aumenta el campo magnético interplanetario generado por el Sol. Este fortalecimiento del campo magnético del Sol hace que sea más difícil para los GCR penetrar en el sistema solar interno en un proceso similar al de los peces que nadan aguas arriba.

Evaluación de la seguridad radiológica con respecto a la exposición a isótopos y equipos productores de radiación transportados en la nave espacial.

Cualquier solicitud para volar un isótopo radiactivo o un equipo de producción de radiación debe enviarse al Panel de Restricciones de Radiación de JSC, al Grupo de Trabajo de Cargas Radiactivas para su aprobación. Para cada isótopo o equipo, se evalúa la cantidad de radiación producida y se calculan las tasas de dosis internas y externas que los astronautas podrían recibir como resultado de su proximidad. Además, se examinan los procedimientos de contención y descontaminación para verificar que el uso de estos artículos cumple con el principio ALARA. Los miembros del equipo de SRAG sirven como miembros de este panel y son responsables de evaluar y autorizar estas solicitudes.

Mantener la capacidad integral de modelado de exposición de la tripulación

Las herramientas de modelado de SRAG incluyen códigos de transporte de radiación de última generación y herramientas de evaluación de geometría basadas en CAD. Al usar estas herramientas como parte de un ciclo de retroalimentación de información y al usar mediciones reales para refinar continuamente el proceso, SRAG puede no solo reaccionar al entorno en órbita, sino también anticipar situaciones y actuar para evitar contingencias antes de que ocurran.

Proporcionar instrumentos de radiación para caracterizar y cuantificar el entorno de radiación dentro y fuera de la nave espacial.

El conjunto de instrumentos utilizados para monitorear el entorno de radiación incluye el Contador proporcional equivalente de tejido (TEPC), el Espectrómetro direccional de partículas cargadas (CPDS), el Monitor de área de radiación (RAM) y el Dosímetro pasivo de la tripulación (CPD). Todos estos instrumentos vuelan tanto en la Estación Espacial Internacional (ISS) como en el Transbordador espacial, con la excepción del CPDS, que solo se transmite en la ISS.

Contador proporcional equivalente de tejido (TEPC)

El TEPC está diseñado para medir la dosis que recibiría un pequeño volumen de tejido de una amplia variedad de fuentes de radiación. Simula un volumen de tejido de 2 µm de diámetro utilizando un diseño de detector cilíndrico. El volumen del detector es de 2 pulgadas de diámetro y 2 pulgadas de largo, y se llena con una presión muy baja de gas propano. El volumen de gas está rodeado por tejido de plástico equivalente. Las moléculas orgánicas en el plástico y el gas simulan efectivamente la pared celular y el cuerpo celular respectivamente.

Cuando la radiación interactúa con el detector, se producen electrones y se aceleran hacia un pequeño cable en el medio del detector que se mantiene a un alto voltaje positivo. A medida que los electrones aceleran hacia el cable, se crean otros electrones y se produce una amplificación del evento inicial. El alambre recoge los electrones y se genera un pulso de señal que es proporcional a la energía de la radiación que golpea el detector. Los pulsos de señal se amplifican y almacenan en la memoria en la parte del espectrómetro del instrumento hasta que se descargan al suelo para un análisis detallado.

El espectrómetro también realiza cálculos en tiempo real y muestra la tasa de dosis promedio y otros parámetros en una pequeña pantalla LCD en el instrumento para uso de los astronautas, y envía información similar a Mission Control que permite al personal de SRAG monitorear constantemente el ambiente de radiación dentro del astronave. El ISS TEPC también tiene una capacidad de alarma que informará a la tripulación y al personal de tierra si los niveles de radiación exceden un umbral predeterminado. El ISS TEPC también está diseñado para ser portátil, de modo que se pueda mover dentro de la nave espacial y se pueda mapear el entorno de radiación dentro del vehículo.

Espectrómetro direccional de partículas cargadas (CPDS)

El instrumento del espectrómetro direccional de partículas cargadas está diseñado para medir la carga, la energía y la dirección de una partícula que pasa a través del instrumento. Hay 13 detectores separados dentro del CPDS que están dispuestos en una pila. Los tres detectores A son detectores dE / dx de silicio de 1 mm de espesor. Los detectores A1 y A2 se utilizan en modo de coincidencia para registrar un evento ( paso de una partícula cargada a través del instrumento ). Los tres PSD (detectores sensibles a la posición) son detectores de silicio de 0,3 mm de grosor, con el área activa del detector dispuesta en una serie de 24 tiras anchas horizontales y 24 verticales de 1 mm de ancho. Esta disposición de tiras x e y permite al instrumento registrar la coordenada x e y de una partícula a medida que viaja a lo largo del eje z a través del instrumento. Los tres detectores B son detectores dE / dx de silicio derivado de litio de 5 mm de espesor. El detector final en la pila es el detector C o el detector Cerenkov. El detector Cerenkov consta de un radiador de zafiro monocristalino de 1 cm de grosor combinado con un tubo foto-multiplicador. La cantidad de luz reunida por el foto-multiplicador es una función de la velocidad de la partícula, por lo que este detector proporciona información muy diferente a la deposición de energía registrada por los detectores dE / dx. Los trece detectores están dispuestos en una pila dentro del instrumento formando una especie de telescopio. Solo se registran las partículas que pasan a través del cono de aceptación formado por los detectores A1 y A2.

Actualmente, hay cuatro instrumentos CPDS en uso a bordo de la EEI. El primero es el espectrómetro direccional de partículas cargadas intra-vehiculares (IV-CPDS). El IV-CPDS está diseñado para usarse dentro de la ISS con opciones de montaje y alimentación para los segmentos de EE. UU. Y Rusia. El IV-CPDS también realiza cálculos en tiempo real y muestra la tasa de dosis promedio y otros parámetros en una pequeña pantalla LCD en el instrumento para uso de los astronautas, y envía información similar a Mission Control que permite al personal de SRAG monitorear constantemente el ambiente de radiación dentro de la ISS. Los tres instrumentos CPDS restantes se montan fuera de la ISS en forma del espectrómetro direccional de partículas cargadas extravehiculares (EV-CPDS). Los instrumentos EV-CPDS están dispuestos de modo que uno apunte hacia adelante a lo largo del vector de velocidad (EV1), uno apunte hacia atrás a lo largo del vector anti-velocidad (EV3) y el tercer punto hacia arriba a lo largo de la dirección cenital (EV2). Los instrumentos EV-CPDS no tienen pantallas LCD y están recubiertos con un material especial para permitir que los instrumentos sobrevivan a las temperaturas extremas experimentadas en el vacío del espacio.

Monitor de área de radiación (RAM) y dosímetro pasivo de la tripulación (CPD)

El monitor de área de radiación (RAM) es un pequeño conjunto de detectores termoluminiscentes (TLD) encerrado en un soporte Lexan.

El material responde a la radiación a través de estados de excitación electrónica en los diversos materiales de TLD. Después de la exposición, la cantidad de energía absorbida ( dosis ) se determina aplicando calor y midiendo la cantidad de luz visible liberada a medida que estos estados excitados vuelven al equilibrio. Las RAM se colocan en todos los volúmenes tanto de la ISS como del transbordador espacial; Los monitores ISS se intercambian durante las misiones periódicas de Shuttle. El dosímetro pasivo de la tripulación (CPD) es idéntico a la RAM y lo lleva cada miembro de la tripulación durante toda la misión.

Los miembros del equipo de SRAG en el Laboratorio de dosimetría de radiación en JSC preparan los RAM y CPD antes del vuelo y los analizan cuando regresan. Presentan informes que contienen los resultados de los análisis al Oficial de Salud de Radiación Espacial y al Cirujano de la Tripulación. Estos informes se conservan como un registro permanente del historial de salud de los miembros de la tripulación y pueden usarse para determinar la elegibilidad para el vuelo.

¿Cómo es que los astronautas pueden caminar sin ser asesinados por la radiación?

Porque, para no poner demasiado punto en ello, la radiación no es tan peligrosa como crees que es.

Vivimos en un mundo radiactivo. Usted, en este momento, está emitiendo rayos gamma (al menos parte del potasio en sus huesos). Evolucionamos en este mundo, y podemos tomarlo. Pero en el último medio siglo, nos hemos vuelto paranoicos. Hemos visto los horrores que la radiación excesiva puede causar y ha olvidado (o descuidado aprender) que el mundo es un lugar de compensaciones.

Demasiada exposición a los rayos UV puede aumentar su riesgo de cáncer de piel, y el cáncer de piel puede matarlo. Pero muy poca luz solar puede causar deficiencia de vitamina D, colesterol alto y una gran cantidad de dolencias que aún no se conocen bien, pero que se correlacionan fuertemente con la muerte prematura debido a una enfermedad cardíaca. Sentarse a la sombra también puede matarte.

Los astronautas en órbita terrestre baja están expuestos a niveles de radiación moderadamente altos en comparación con la mayoría de las personas, pero tienden a tener carreras de vuelo relativamente cortas. Los pilotos de aerolíneas obtienen aproximadamente la mitad de la dosis, unas pocas horas a la vez, repartidas en carreras más largas. Se sabe que los pilotos y las tripulaciones de vuelo sufren un riesgo de cáncer ligeramente elevado. Los astronautas no lo son, pero probablemente sea porque todavía no hay suficientes astronautas de larga duración para que aparezca el patrón.

Los astronautas del Apolo en sus misiones a la luna estuvieron expuestos a mucha más radiación que los equipos de la ISS en órbita terrestre baja, pero solo estuvieron en el espacio unos pocos días. El zumbido a través de los cinturones de Van Allen se midió como equivalente a una radiografía de tórax. Todo el equilibrio de la misión era mucho más.

Una fracción no trivial de la radiación a la que estuvieron expuestos los astronautas del Apolo provino de marcas radioluminiscentes dentro de su nave espacial. No poder leer tus instrumentos también puede matarte.

En general, los hombres que caminaron en la luna tienen más probabilidades de morir de toda una vida de radiografías dentales que de ir a la luna. Un diente abscesado también puede matarte.

Con la tecnología actual (o la tecnología de 1969) los astronautas podrían volar absolutamente a Marte. Incluso podrían volar a Marte con la tercera etapa atómica de NERVA planeada originalmente para Saturno. No morirían en el espacio de la enfermedad por radiación, pero tendrían un riesgo elevado de cáncer por el resto de sus vidas. También lo hacen las personas que viven en partes de la India donde la radiación de fondo natural es muy alta.

La radiación es uno de los muchos riesgos que deben manejarse en la vida. Cada tecnología, cada aventura, cada viaje a través de la calle, trae la promesa de beneficios y el espectro del riesgo.

Por mi parte, preferiría morir empujando la luz del descubrimiento que vivir encogido en la oscuridad del miedo.

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“Radiación espacial” no es un término muy preciso, por lo que supongo que quiere decir “radiación que sería encontrada por un viajero espacial que no sería encontrada por una persona en el suelo”. Los viajeros espaciales están sujetos a niveles más altos de ionización. radiación que en el suelo porque (1) la atmósfera de la Tierra filtra parte de la radiación que uno encuentra en el espacio, (2) el campo magnético de la Tierra redirige una gran cantidad de radiación y (3) cuando está en el suelo, usted Tenga todo un planeta debajo de sus pies parando toda radiación ionizante proveniente de la mitad del cielo. Sin entrar en los diferentes tipos de radiación y sus diferentes efectos en las células, basta con decir que no hay una cantidad practicable de protección que pueda proteger completamente a los astronautas de toda radiación. Tendría que ser tan pesado que ningún vehículo de lanzamiento podría llevarlo al espacio. Las naves espaciales están equipadas con algo de blindaje, y las dosis de radiación de los astronautas son monitoreadas cuidadosamente. Una vez que han alcanzado un límite predeterminado, se ponen a tierra. Todos los viajes espaciales implican la exposición a niveles más altos de radiación y conllevan cierto riesgo. Puede que no sea accidental que tantos de los astronautas del Apolo murieran de cáncer.

¿Los peligros para los astronautas de la radiación en el espacio son peores de lo que la NASA ha reconocido?

No suelo entrar en teorías de conspiración, pero conocí a un médico que dijo que los peligros de la radiación en el espacio exterior son mucho peores de lo que la NASA ha reconocido. No sé por qué mentiría la NASA, pero sonaba convincente.

Puedes encontrar muchos datos sobre dosis de radiación para astronautas en varias misiones. También puede encontrar muchos datos sobre los efectos de la radiación en los humanos. La idea de que la NASA está pedaleando suavemente el riesgo es una tontería.

Si aún cree que la opinión del médico tiene un valor especial, puede hacer estas preguntas:

• ¿Cuál es la fuente de información de este médico? ¿Es mejor que los datos abiertamente disponibles sobre dosis de radiación para vuelos espaciales y sobre efectos de radiación?
• ¿Qué tan competente es este médico para hacer tal evaluación? El simple hecho de tener un título médico no lo hace a uno conocedor de la radiación en los vuelos espaciales.

Este doctor suena como otro miembro más del club de sombreros de papel de aluminio.

Hay algunos tipos de radiación en el espacio que son dañinos. Partículas de alta energía del sol (viento solar), partículas de alta energía del espacio (rayos cósmicos), y algunas radiaciones EM como UV y demás, también del sol.

El traje espacial protege al astronauta de la luz ultravioleta y también ayuda a regular la temperatura causada por el sol o la sombra.

Los rayos cósmicos no pueden ser detenidos por menos de 10 metros de agua, que es aproximadamente la profundidad óptica de la atmósfera de la Tierra, y algunos todavía logran pasar por aquí. Afortunadamente, el flujo es lo suficientemente bajo como para tener que estar en el espacio interplanetario durante un año o más para obtener un aumento del 1% en la probabilidad de cáncer mortal antes de la muerte.

El viento solar es mucho menos enérgico y está protegido en parte por la nave espacial y por el propio cuerpo del astronauta, pero principalmente por la atmósfera de la Tierra. Aun así, una dosis regular de un año es casi lo mismo que la dosis de rayos cósmicos, por lo que no va a morir de inmediato, o probablemente ni siquiera.

A veces el sol entra en erupción con una llamarada solar, que puede rociar una gran explosión de viento solar. Si estuvieras en esto cuando sucedió (como en la superficie de la luna), recibirías una dosis fatal de radiación en menos de una hora. Afortunadamente, puede protegerse razonablemente bien con unas pocas pulgadas de agua o combustible.

No lo son Tenemos cuidado de no programar EVA durante períodos intensos de actividad solar. Un experimento llamado EVARM estudió la exposición de los miembros del equipo de EVA a más de diez EVA y descubrió que aunque la exposición era elevada en comparación con los miembros del equipo de IVA (dentro de la EEI), la diferencia no era significativa.

Una cosa interesante notada durante ese experimento es que la intensa actividad geomagnética en la Tierra puede aumentar en gran medida la cantidad de electrones en las proximidades de la EEI y que podemos minimizar la exposición de la tripulación de EVA a esos electrones al colocar el vehículo entre el astronauta y la Tierra.

Esto se debe a que, en órbita terrestre baja, la mayoría de las partículas de radiación dañinas han sido atrapadas y desviadas por los cinturones de radiación de Van Allen, muy por encima de la altitud operativa de los astronautas.

Sí, hay partes del espacio con niveles de radiación increíblemente peligrosos. Sin embargo, la NASA no ha encubierto esto, se ha realizado una extensa investigación sobre este tema. Dicho esto, todos los astronautas que han abandonado la Tierra han estado dentro de la magnetosfera terrestre, el campo magnético que protege a la Tierra de la radiación mortal.

Entonces, aunque este médico suena como si tuviera razón sobre el hecho de que existe radiación, se parece más a un miembro de la tripulación del sombrero de papel de aluminio que dice tonterías.

Estoy respondiendo: ¿Cómo es que los astronautas pueden caminar por el espacio sin ser asesinados por la radiación?

Porque están haciendo caminatas en lugares en el espacio con exposiciones menos letales.

La radiación en el espacio no está distribuida uniformemente.

Necesita una clase sobre el tema de la física de la salud (es un gran tema). La protección (blindaje, sección transversal, exposición) es un problema diferente.

Mal si acaso. La protección contra la radiación significa un peso extra y nuestra tecnología de propulsión no tiene mucha energía de sobra. La mayor parte del peso de un cohete moderno es la necesidad de combustible para llevarlo a la segunda (de tres) etapas.

Como señaló otro cartel, los vuelos espaciales están programados cuando el sol está relativamente tranquilo. Nuestras misiones orbitales mantienen el vehículo dentro de la esfera magneto. Aun así, no es lo mejor para cumplir con el resultado de una eyección coronal masiva a unas 250 millas allí arriba.

Una vez conocí a un médico que me dijo que no podría tener sangre O como solo lo hacían los tailandeses …

El amigo de mi madre una vez conoció a un médico que le echó un vistazo a su lengua y declaró que tenía SIDA …

El punto es que algunas personas no saben de qué están hablando, ¿qué tan calificado está ese médico para hablar sobre la radiación espacial? ¿Trabajó en la NASA y descubrió esta conspiración a partir de datos en bruto?

Reciben una dosis general de toda su estadía, pero nada demasiado serio. Probablemente menos cuando está afuera, pero no muy diferente. El espacio no es tan peligroso.