Các tia vũ trụ được tạo lại trong phòng thí nghiệm, với mục tiêu là các nhiệm vụ không gian an toàn hơn

May 12 2017
Các nhà nghiên cứu đã sử dụng máy gia tốc dựa trên tia laser-plasma để mô phỏng loại bức xạ mà các phi hành gia và tàu vũ trụ có thể gặp phải trong không gian vũ trụ.
Bức xạ trong không gian gây ra mối đe dọa cho cả cơ thể con người và công nghệ điện tử. AdStock / Nhóm hình ảnh toàn cầu / Hình ảnh Getty

Một trong những tình huống khó xử lớn trong khám phá không gian là làm thế nào để bảo vệ khỏi bức xạ cường độ cao mà các phi hành gia tiếp xúc khi họ mạo hiểm bên ngoài lớp vỏ bảo vệ của từ quyển trái đất .

Bức xạ đó có khả năng tàn phá cơ thể của các phi hành gia ở cấp độ tế bào, với kết quả có thể gây chết người. Theo nghiên cứu năm 2016 này cho thấy, các phi hành gia của chương trình Apollo đã du hành lên Mặt trăng vào cuối những năm 1960 và đầu những năm 1970 sau đó đã trải qua tỷ lệ tử vong do bệnh tim mạch cao gấp 4 đến 5 lần so với những người khác ở lại Trái đất hoặc chỉ bay với tần suất thấp. Quỹ đạo trái đất. Đó là bởi vì các nhà thám hiểm mặt trăng bị bức xạ đã trải qua trong chuyến đi và trên bề mặt mặt trăng đã gây ra rối loạn chức năng tế bào trong động mạch của họ, cuối cùng gây ra tắc nghẽn. Và bức xạ không gian cũng khiến các phi hành gia có nguy cơ cao bị ung thư và một loạt các bệnh khác .

Nếu chúng ta tìm ra cách bảo vệ các phi hành gia và tàu vũ trụ của họ khỏi các tia vũ trụ, thì việc nghiên cứu bức xạ không gian trong phòng thí nghiệm trên Trái đất sẽ rất hữu ích. Một bài báo mới trên tạp chí Nature nêu chi tiết cách các nhà khoa học tại Đại học Strathclyde ở Glasgow có thể mô phỏng sự bắn phá của các hạt xảy ra trong không gian.

Theo tài khoản của BBC News về nghiên cứu, các nhà khoa học thực hiện công việc của họ trong một boongke bê tông với một cánh cửa kim loại nặng 10 tấn, được thiết kế để bảo vệ người dân Glasgow khỏi bị phơi nhiễm. Bên trong, họ sử dụng một máy gia tốc laser-plasma mạnh mẽ do Pháp sản xuất để tạo ra các vụ nổ năng lượng ngắn - tính bằng phần tỷ giây - mà như một nhà khoa học giải thích, tương đương với tất cả năng lượng mặt trời truyền đến Vương quốc Anh.

Nhà vật lý Bernhard Hidding cho biết trong một thông cáo báo chí : “Việc thử nghiệm một giải pháp lý tưởng sẽ được thực hiện trong không gian nhưng điều này rất tốn kém . "Hơn nữa, bức xạ không gian rất khó tái tạo trong điều kiện phòng thí nghiệm với các nguồn bức xạ thông thường, tạo ra bức xạ có phân bố năng lượng không tự nhiên. Tuy nhiên, bằng cách sử dụng máy gia tốc laser-plasma, chúng tôi có thể tạo ra thông lượng hạt gần giống với các điều kiện trong không gian . "

Những tác động tiêu cực mà các phi hành gia Apollo phải chịu đựng đã được chứng kiến ​​khi phơi nhiễm tương đối ngắn. Bức xạ không gian sẽ là một nỗi lo lớn hơn rất nhiều đối với các phi hành gia trong chuyến du hành dài ngày tới sao Hỏa. Như bài báo trên Wired năm 2014 này nêu chi tiết, một phi hành gia đã dành hơn hai năm trong sứ mệnh vòng quanh sao Hỏa có thể tiếp xúc với bức xạ Sievert, gấp khoảng 1.000 lần bức xạ phông mà mọi người trải qua hàng năm trên Trái đất.

Bức xạ không chỉ là mối đe dọa đối với các sinh vật sống; nó cũng gây ra mối đe dọa đối với các thiết bị điện tử tinh vi trên tàu vũ trụ. Bài thuyết trình này của NASA trình bày chi tiết về một số trục trặc của các thiết bị trên tàu vũ trụ do bức xạ. 

Bây giờ điều đó thật thú vị

Mối đe dọa bức xạ không gian đến từ hai nguồn chính . Một là mặt trời, nơi giải phóng một dòng hạt năng lượng ổn định, bên cạnh những vụ nổ lớn không thường xuyên từ các vụ nổ trên bề mặt của nó. Nguồn hạt thứ hai là các ngôi sao khác, cả trong Dải Ngân hà của chúng ta và các thiên hà khác. Các tia vũ trụ thiên hà, còn được gọi là GCR, chủ yếu là proton, và có năng lượng cao đến mức chúng có thể đánh bật các nguyên tử trong vật chất mà chúng gặp phải, giải phóng các hạt hạ nguyên tử ra khỏi chúng.