Мы отправили к Луне и обратно жилет, блокирующий радиацию, и ...

Дата публикации: 18-08-2026 16:30:00

Мы отправили к Луне и обратно жилет, блокирующий радиацию, и он работает ☢🌕
Солнечные бури, подобные той, что произошла в августе 1972 года в промежутке между миссиями «Аполлон-16» и «Аполлон-17», выбрасывают потоки протонов, достаточно интенсивные, чтобы повысить риск развития рака у астронавтов или даже вызвать лучевую болезнь. Атмосфера и магнитное поле Земли поглощают это излучение, но экипажи, направляющиеся на Луну или Марс, не будут иметь такой защиты, и ни один из построенных до сих пор космических аппаратов не обладает достаточной защитой, чтобы его остановить.
Команда под руководством Джордана Хури и Орена Мильштейна из StemRad, израильско-американского стартапа, разрабатывающего средства индивидуальной защиты от радиации, предложила решить эту проблему, экранируя астронавтов, а не космический корабль.
Чтобы проверить эту идею, команда StemRad отправила носимый радиационный защитный жилет под названием AstroRad к Луне и обратно на борту беспилотной миссии «Артемида-I», а затем изучила данные полёта, чтобы рассчитать, как он показал бы себя во время настоящей солнечной бури. Оказалось, что жилет работает примерно так же хорошо, как и сильно экранированное бортовое укрытие «Ориона», в котором экипаж должен был бы прятаться, пережидая солнечную бурю.
Целевая экранировка
Конструкторы космических аппаратов десятилетиями рассматривали различные варианты радиационной защиты, от алюминиевых корпусов и заполненных водой стен до сверхпроводящих магнитов , которые могли бы отклонять заряженные частицы до того, как они достигнут экипажа. Все они сталкиваются с одной и той же проблемой. «Вопрос заключался в том, как использовать массу максимально эффективно», - говорит Мильштейн. «Масса - это действительно узкое место, так как каждый грамм на счету».
Защитная одежда, которую мог бы носить астронавт, одновременно разумна и абсурдна. Абсурдная часть в том, что долгое время считалось: для значимой защиты защитная одежда должна выглядеть как полный латный доспех. Предполагалось, что её нужно делать из свинца или других материалов высокой плотности, которые добавили бы массу и сделали бы передвижение почти невозможным.
Однако инженеры StemRad решили, что, переодевшись в средневекового рыцаря, человек не получит от радиации особой защиты. Как объясняет Мильштейн, человеческий организм не одинаково уязвим для радиации. «Ткани, такие как костный мозг, гораздо более чувствительны к радиации, чем мозг», - говорит он. Следуя этой идее, StemRad разработала пояс для спасателей, работающих на атомных электростанциях, который носится на бедрах, где находится примерно половина костного мозга - ткани, которая производит клетки крови. Защита даже небольшой части костного мозга позволяет человеку восстановить его и пережить высокую дозу облучения.
Таким образом, компания StemRad в сотрудничестве с Lockheed Martin развила эту идею, создав женский жилет, который, помимо бедер, также покрывает грудь, живот, толстую кишку и репродуктивные органы. Облучение этих органов представляет меньшую непосредственную угрозу для жизни, но в долгосрочной перспективе сопряжено с риском развития рака.
«Людей это до сих пор удивляет», - говорит Милштейн. «Все спрашивают: а как же голова? Но на самом деле нам удается снизить эффективную дозу на 60 процентов, не защищая голову, руки и даже ноги». Но выбор места для размещения экранирования был лишь частью проблемы. Выбор материала и создание конструкции, которая не ограничивала бы движения астронавта, были другой.
Задача на деление
«Основным фактором эффективности защитного материала является его атомный номер, деленный на атомную массу», - говорит Хури. Водород, не имеющий нейтронов, имеет примерно вдвое большее соотношение, чем любой другой элемент, поэтому воду часто называют хорошим средством защиты от космического излучения. Полиэтилен высокой плотности (ПЭВП), обычный пластик, содержит еще больше водорода по массе, чем вода, и, в отличие от воды, является твердым веществом, поэтому вам не нужно беспокоиться о протечках.
Проблема с таким твердым и довольно жестким материалом, как ПЭВП, заключается в том, что при достаточной толщине для обеспечения хорошей защиты от излучения он может снижать комфорт. Чтобы обойти эту проблему, команда StemRad разделила его на шестиугольные стержни различной длины и поперечного сечения. «Мы разделили экранирующие панели на тысячи шестиугольных стержней из ПЭВП», - рассказывает Хури. Эти стержни, расположенные между двумя слоями эластичной ткани, сделали жилет чрезвычайно гибким и текучим. «Он ведет себя почти так же, как вода, оставаясь при этом твердым», - утверждает Хури.
Длина стержней составляет от 9 до 60 миллиметров. Инженеры рассчитали их длину, используя формулу Бете-Блоха, которая описывает, как заряженные частицы теряют энергию при движении сквозь вещество. Таким образом, команда смогла предсказать, какое расстояние пройдет частица с заданной энергией через их экранирование, прежде чем остановиться.
Конечно, одних расчетов, даже очень точных, недостаточно. Чтобы получить достоверные данные, компания StemRad отправила свой жилет AstroRad в круговое путешествие вокруг Луны.
Хельга и Зохар
Поскольку «Артемида-I» летела без экипажа, жилету нужны были «манекены». Миссия несла два идентичных торса, прозванных Хельгой и Зохар, созданные на основе фантомов для дозиметрии в лучевой терапии, уже используемых при планировании лечения рака. Оба были сделаны из тканеэквивалентных материалов. «Они были разработаны таким образом, чтобы взаимодействовать с радиацией практически так же, как она взаимодействует с человеческими тканями», - объясняет Хури. Зохар повезло - она носила жилет. Хельга не имела никакой персональной защиты. Оба фантома были набиты тысячами дозиметров, отслеживающих дозу радиации на определенных этапах полета, а не только суммарную.
Большая часть радиации, которую зафиксировали все эти детекторы, однако, пришла от прохождения миссии через внутренний радиационный пояс Ван Аллена Земли, область высокоэнергетических захваченных протонов. Во время полёта «Артемида-I» солнечной бури не было. «Если бы у нас было [солнечное протонное событие], на этом анализ бы закончился - мы просто использовали бы эти данные», - рассказывает Хури. Вместо этого команда использовала пересечение пояса в качестве косвенного показателя, поскольку энергия протонов в этом месте примерно совпадает с энергией, присутствующей во время типичной радиационной бури. Они построили Монте-Карло симуляции космического корабля, фантомов и жилета и сверили их с показаниями дозиметров. Результаты моделирования для каждого дозиметра отличались от фактических измеренных данных не более чем на пять процентов.
Убедившись в правильности метода, они заменили спектр радиации пояса на спектры двух исторических солнечных бурь, произошедших в августе 1972 года и октябре 1989 года, и позволили манекенам свободно кувыркаться, а не сидеть неподвижно лицом вперед, поскольку настоящий астронавт не стал бы сидеть в течение всего события. Жилет снизил эффективную дозу облучения примерно на 60 процентов для события, подобного 1972 году, но только примерно на 40 процентов для бури, подобной 1989 году.
Разница между бурями
«Солнечная буря 1989 года была гораздо более энергетичной - спектр был более жёстким и смещен в сторону более высоких энергий. Это был скорее наихудший сценарий. Буря 1972 года была более типичным крупным событием», - объясняет Хури. Поток частиц солнечной бури обычно состоит преимущественно из протонов с низкой энергией, а протоны с высокой энергией встречаются экспоненциально реже, поэтому жилет показал себя именно так, как ожидалось. «Основная масса этой радиации находится в диапазоне низких энергий, где её можно экранировать разумным количеством материала», - добавляет Хури.
В контексте планирования миссии, ношение жилета во время одной сильной бури может продлить карьеру астронавта примерно на 40–193 дня, если сравнивать с установленным НАСА пределом дозы облучения в 600 миллизивертов. Это сопоставимо со специальным убежищем от бурь на борту «Ориона», хорошо защищенной кабины, куда астронавты могут укрыться, но с ключевым отличием: убежище ограничивает передвижение. Астронавты, скрывающиеся в убежище, не смогут передвигаться или выполнять задачи миссии. «С жилетом они смогут пользоваться той же степенью защиты, продолжая при этом передвигаться по кабине. Мы рассматриваем его как защиту, дополняющую убежище от радиационных бурь», - говорит Хури.
Однако жилет практически бесполезен против галактических космических лучей (ГКЛ), которые являются другим основным источником излучения, с которым сталкиваются астронавты. В отличие от излучения солнечных бурь, ГКЛ непрерывно поступают с гораздо более высокими энергиями, что затрудняет защиту от них. «Использовать жилет против этих лучей было бы неразумно», - говорит Хури. «Его пришлось бы носить постоянно».
Проблема в том, что жилет AstroRad вряд ли будет усовершенствован таким образом, чтобы в будущем обеспечить более высокую степень защиты, а та защита, которую, как нам кажется, он обеспечивает сегодня, в основном основана на компьютерных моделях.
В компьютерные модели, использованные командой StemRad для моделирования работы жилета в условиях солнечных бурь, были заложены неопределенности, в том числе упрощенная модель, учитывающая два материала корпуса Ориона, и упрощенный спектр пояса Ван Аллена, в котором использовалось статистическое предсказание, а не прямая регистрация излучения.
Получение реальных, а не смоделированных данных о характеристиках жилета означало бы отправку его на борту космического корабля «Орион» в дальний космос и ожидание солнечной бури, что вряд ли осуществимо.
Но, по словам команды, еще большим ограничением для этой конструкции является её вес. В варианте, использовавшемся на «Артемида-I», жилет весил 26 килограммов, что примерно равно весу полного комплекта средневековых пластинчатых доспехов. «Будет сложно [улучшить защиту] без увеличения массы», - говорит Мильштейн. Поэтому команда намерена двигаться в противоположном направлении.
Вместо того чтобы гнаться за большей защитой, инженеры StemRad в ближайшей перспективе сосредоточены на сохранении уже имеющихся функций жилета при одновременном снижении его веса. Используя данные миссии «Артемида-I», им уже удалось уменьшить его вес с 26 килограммов до 16. «Это снижение было достигнуто без существенной потери защитных свойств», - утверждает Мильштейн. Цель, по его словам, создать более легкий жилет, который астронавты могли бы носить не только в пик шторма, но и в течение нескольких дней после него.
Исследование испытаний AstroRad во время миссии «Артемида-I» опубликовано в журнале Science Advances: http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adz1892
https://arstechnica.com/science/2026/08/weve-flown-a-radiation-blocking-vest-to-the-moon-and-back-and-it-worked/?utm_campaign=dhtwitter&utm_content=&utm_medium=social&utm_source=twitter
#наука #радиация #АртемидаI #Artemis2024

Схожие новости

#	Наименование новости	Тональность	Информативность	Дата публикации
1	«Космический бронежилет»: астронавтов защитят от радиации Команда стартапа StemRad под ...	0	6.84	17-08-2026
2	🌌🛡️ Жилет, который спасает от космической радиации: как это работает? ...	0	7.13	14-08-2026
3	Учёные считают, что специальный радиационно-защитный жилет в будущем может существенно ...	0	8.03	13-08-2026
4	Впервые испытали носимую радиационную защиту для дальних космических полётов: жилет ...	0	9.38	15-08-2026
5	Жилет AstroRad снижает радиационную нагрузку на астронавтов до 60% Главная ...	0	9.76	16-08-2026
6	Жилет, который спасёт космонавтов от солнечной бури В космосе солнечная ...	0	6.69	15-08-2026
7	Защитный жилет, протестированный в ходе миссии «Артемида I», реально защитил от космической радиации	0	9.89	15-08-2026
8	Защитный жилет, протестированный в ходе миссии «Артемида I», реально защитил от космической радиации	0	9.89	15-08-2026
9	В полете к Луне ученые испытали защитный жилет от радиации	0	8.43	13-08-2026

Классификация: Космос. Схожих патентов: 0. Схожих новостей: 9. Тональность: 0. Информативность: 6.67. Источник: vk.com.