根据公开资料,以色列初创公司 StemRad 设计的 AstroRad 防护背心,已在 NASA 无人驾驶“阿尔忒弥斯 1 号”月球任务期间进行了实测。这项研究成果于 8 月 12 日在线发表于《科学进展》(Science Advances)杂志。
AstroRad 背心的核心设计目标是保护宇航员免受深空环境中,特别是太阳爆发产生的太阳粒子事件(SPE)的伤害。在深空任务中,宇宙和太阳辐射构成了长期威胁,而 AstroRad 防护背心正是为应对这一挑战而设计的。
从材料科学的角度看,AstroRad 采用了富含氢元素的高密度塑料作为主要构成材料。研究人员指出,选择这种材料的原理在于其能够有效阻挡进入人体的各种高能粒子。在实际制造过程中,研究人员将数千根六边形硬质塑料棒像鱼鳞一样组合在一起,从而制成了一种柔性防护服装。目前报道显示,每件 AstroRad 背心的重量约为 57 磅,即 26 千克。
该背心在设计上体现了高度的个体化和科学考量。AstroRad 背心不同部位的屏蔽厚度是根据其下方器官对辐射的敏感程度进行设计的。这种差异化的防护策略被认为可以额外降低约 30% 的人体辐射剂量。此外,两个仿真体均按照成年女性设计,这是基于此前研究发现,女性的乳房和卵巢尤其容易受到辐射损伤这一考量。
在实际防护效能方面,资料显示 AstroRad 背心具有显著的减辐射能力。例如,对于 1972 年 8 月发生的一次太阳粒子事件,AstroRad 背心可以将辐射剂量降低近 60%。其提供的辐射防护水平与“猎户座”飞船内部的防辐射避难舱大致相当,但关键优势在于宇航员穿着背心后可以离开避难舱,继续执行关键任务。
时间线回顾显示,研究人员在 2022 年底 NASA 无人驾驶“阿尔忒弥斯 1 号”月球任务期间测试了这款背心。这一实测过程为后续的深空探索任务提供了重要的工程验证数据。
从技术可实现性角度看,Milstein 表示,他们与美国佛罗里达州航空航天公司 Redwire 合作,“已经证明可以在国际空间站上利用回收的聚乙烯,通过 3D 打印制造 AstroRad 的部分组件”。这表明该防护装备具备了在现有空间基础设施内进行迭代和升级的可能性。
背景分析指出,深空辐射是长期载人深空任务(如前往月球或更远)必须面对的关键环境因素。传统的防护措施往往依赖于固定、受限的避难区域。AstroRad 背心的出现,代表了一种将主动防护能力集成到宇航服系统中的发展趋势,极大地提升了任务的灵活性和安全性。
读者提示:理解 AstroRad 防护背心在深空探索中的意义,需要将其视为一种从被动避难到主动防护的范式转变。它不仅是一个物理屏障,更代表了未来载人航天装备设计理念的演进方向。
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