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数量:11 (3)DOI: 10.37532 / 2319 - 9822.2022.11 (3) .207

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主动保护技术的描述航天器从强烈的空间辐射

*通信:

理查德·戈麦斯副主编,联合王国电子邮件:gomez.r@gmail.com

文摘

在过去的几十年里,设计采用主动式技术电磁场配置偶尔被扑灭飞船人员免受危险的空间辐射。设计已经被扑灭,提供保护从太阳高能粒子事件质子或银河宇宙射线,甚至两个。入射辐射光谱或辐射危害和相关限制经常被认为在这些评估的方式过于简单化,甚至不准确。这些设计的支持者偶尔做过度悲观假设必须克服的技术障碍科学和工程社区的理论概念转化为实际应用。本研究回顾和评估提出了几个活跃的保护方法,在过去的几十年。

介绍

辐射对航天器材料和设备的影响进行了讨论,随着信息理论,计算和实验技术研究辐射的影响。辐射条件也定义了不同的空间领域。有一些问题建模和辐射测试这种结构以及一些辐射特性对纳米结构的影响。暴露的风险严重的空间辐射长期深太空任务是“必须回答”的问题成功的美国宇航局的新愿景太空探索月球,火星,甚至更远。飞船上的载荷处罚规定非常严格的要求设计人类漫长的太空任务。提供程序访问空间,有必要探索超越低地球轨道(LEO)。要做到这一点,防范风险的累积暴露在太阳粒子事件(SPE)和银河宇宙射线(GCR)是必要的。创新创新,必须求助于更广泛的领域。当前的研究回顾静电有效辐射屏蔽和调查如果采用静电屏蔽与尖端材料屏蔽和保护技术是可行的。第一次,整个空间辐射环境已经被用于调查静电屏蔽的可行性。目标是转移足够的正电荷离子离开飞船,以防止热电子被他们吸引了。结论对于辐射屏蔽在空间形成的未来。

最大的一个健康人员风险长期星际旅行被认为是宇宙辐射。增加屏蔽通常为员工提供更大的辐射防护辐射在地上。可悲的是,屏蔽在空间是富有挑战性的,特别是当银河宇宙射线(GCR)考虑在内。高能辐射穿透深度。此外,虽然薄或中度屏蔽通常有助于降低等效剂量,屏蔽效率减少随着厚度的增加。这是核之间的相互作用的结果GCR和盾牌,产生大量的次级粒子,包括中子。外面的宇宙飞船提供完整的保护从质子能量在50到70伏柔和的太阳能组件的宇宙射线(SCR)。然而,许多质子被抛在大能源在一些特别强大的太阳耀斑。在这个场景中,在很短的时间内发出的剂量可以为宇航员保护超过建议的剂量限制,导致急性,可预见的后果,可能包括致命的辐射综合症。ESA建立了局部团队(TT) 2002年10月调查这些问题,并提供可能的解决方案的建议,方法和路径前进。团队的多学科性质允许它来处理必要的技术研发基于详细的物理检查、生理、和统计问题。

主动保护

主动防护理念,带电粒子被重定向超出了保护容器通过应用一个电磁场在一个特定的配置,是一个诱人的代替被动,批量屏蔽。减轻体重的惩罚与载人航天器的使用散装材料屏蔽,活跃的可行性的研究方法,如电磁场和等离子体,自1960年代初进行。这些积极思想利用静电场,等离子体,受限制的磁场,磁场无侧限。障碍对空间电子和质子的重点建议的方法。后,主动屏蔽对高能重离子在GCRs也考虑(汤森,1984)。汤森(1984)表明,GCRs和太阳高能粒子对静电盾牌(SEPs)是无用的。由于电击穿问题,所需的静电势超过一个数量级大于艺术的状态,限制保护配置的最小大小尺寸在数百米的规模。有人建议,利用等离子体屏蔽防止SEPs可能导致大型大规模储蓄。实现航天器表面的静电势200000千伏以上,潜在年间等离子云的不稳定和巨大的磁场能源存储在等离子体只有几个的技术困难。大多数时候,典型的系统上的宇宙飞船与有限的资源无法产生磁场使用,可能除了防御的电子。兆瓦的电力需要抵御9月活动。为了解决这个问题,因此在技术上要求能够构建和运行超导线圈。

未来,长期载人航天任务的人将会受到辐射剂量远高于那些经验丰富的阿波罗期间,任务在低地球轨道(LEO),或在国际空间站。例子包括人类火星或月球基地建设之旅(ISS)。零星的太阳高能粒子事件(spe)和不断出现的银河宇宙射线的两个辐射的来源应该是最关心深太空任务。尽管这些风险敞口也有助于长期的、随机的后果包括癌症感应和死亡,严重影响像急性辐射综合症(也称为辐射病)是主要的健康spe的担忧。人员暴露在GCR环境的主要担心似乎是随机的后果,如癌症感应和死亡,或潜在的高能特效带来的风险敞口,GCR的重离子分量频谱(所谓的HZE粒子)。

利用有源屏蔽技术的可行性,如电磁场或等离子体,保护飞船,机载设备,人们从有害空间辐射研究了40多年。活跃的屏蔽技术的魅力在于它潜在的降低健康删除部分或全部风险敞口的入射辐射环境质量和费用而这样做不如被动的散装材料制成的屏蔽。设计已经被扑灭,提供保护从太阳高能粒子事件质子或银河宇宙射线,甚至两个。入射辐射光谱或辐射危害和相关限制经常被认为在这些评估的方式过于简单化,甚至不准确。这些设计的支持者偶尔做过度悲观假设必须克服的技术障碍科学和工程社区的理论概念转化为实际应用。另一方面,由于被动防护方法,这是一个替代主动屏蔽,包括把船员之间的散装材料和辐射源,主动屏蔽支持者经常做出非常不利,甚至错误的假设和关于这样的被动防护的有效性。