Diminuindo os riscos das radiações no espaço


University of New Hampshire

Descobertas sobre a radiação na Lua podem ajudar a reduzir riscos de saúde para os astronautas

Concepção artística do satélite Lunar Reconnaissance Orbiter da NASA em órbita da Lua. O telescópio CRaTER aparece no centro da imagem no canto esquerdo inferior da espaçonave.

Imagem: cortesia da NASA. Clique aqui para imagem ampliada


DURHAM, N.H. –- Cientistas espaciais da Universidade de New Hampshire (UNH) e do Southwest Research Institute (SwRI) relatam que os dados recolhidos pelo satélite Reconhecimento Orbital Lunar (Lunar Reconnaissance Orbiter  = LRO) da NASA, mostram que materiais tais como plásticos leves proporcionam um escudo eficaz contra os perigos da radiação, enfrentados pelos astronautas durante longas viagens espaciais. A descoberta pode ajudar a reduzir os riscos de saúde para as pessoas em futuras missões no espaço.

O material comumente empregado para a construção de espaçonaves vem sendo basicamente o alumínio, porém este fornece uma proteção relativamente pequena contra os raios cósmicos de alta energia e pode acabar por aumentar tanto a massa da espaçonave que o custo do lançamento fica proibitivo.

Os cientistas publicaram suas descobertas online na publicação Space Weather da União Geofísica Americana, sob o título “Measurements of Galactic Cosmic Ray Shielding with the CRaTER Instrument” (Medições da Proteção Contra Raios Cósmicos Galáticos com o Instrumento CRaTER – link para o resumo aqui). O trabalho é baseado nas observações feitas pelo Telescópio de Raios Cósmicos para os Efeitos da Radiação (Cosmic Ray Telescope for the Effects of Radiation = CRaTER) à bordo da espaçonave LRO. O autor principal é Cary Zeitlin do Departamento de Terra, Oceanos e Espaço do SwRI na UNH e o co-autor e principal investigador do CRaTER é Nathan Schwadron do Instituto para o Estudo da Terra, dos Oceanos e do Espaço da UNH.

Segundo Zeitlin, “Este é o primeiro estudo que emprega observações feitas no espaço para confirmar o que   já se pensava há algum tempo — que plásticos e outros materiais leves são, quilo por quilo, mais eficazes em fornecer uma blindagem contra a radiação cósmica do que o alumínio. A blindagem não fornece proteção total contra a exposição à radiação no espaço profundo, mas existem diferenças claras na eficácia de diferentes materiais”.

A comparação entre o plástico e o alumínio já tinha sido feita antes, em testes feitos em Terra com o uso de feixes de partículas pesadas para simular os raios cósmicos. “A eficácia da blindagem em plástico no espaço coincide bastante com o que descobrimos nessas experiências com os feixes, de forma que ficamos bastante confiantes nas conclusões que tiramos deste trabalho”, diz Zeitlin. “Qualquer coisa com um alto conteúdo de hidrogênio, inclusive água, vai funcionar bem”.

Os resultados obtidos no espaço são um produto da capacidade do CRaTER de medir com precisão a dose de radiação dos raios cósmicos que passam através de um material conhecido como “plástico equivalente a tecidos” que simula o tecido muscular humano. Antes das medições feitas com o CRaTER e as recentes medições do Detector de Avaliação de Radiação (Radiation Assessment Detector = RAD) a bordo do veículo de exploração Curiosity em Marte, os efeitos de blindagens espessas sobre os raios cósmicos só haviam sido simulados em modelos de computador e em aceleradores de partículas, com poucos dados de real observação oriundos do espaço profundo.

As observações do CRaTER validaram os modelos e as medições feitas em Terra, o que significa que materiais leves para a blindagem podem ser empregados com segurança para missões longas, desde que suas propriedades estruturais possam ser adequadas a suportar os rigores do voo espacial.

Desde o lançamento do LRO em 2009, o instrumento CRaTER vem medindo partículas energéticas carregadas — partículas que podem viajar a velocidades próximas à da luz e podem causar danos à saúde — desde raios cósmicos galáticos até partículas oriundas de eventos solares. Felizmente, a atmosfera espessa e o forte campo magnético da Terra fornecem uma blindagem contra essas partículas de alta energia.

 

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Matéria escura! (Será mesmo?…) [2]

Mais uma vez os meios de comunicação começaram a alardear a descoberta de indícios da confirmação da existência da matéria escura. A primeira foi com base em indícios colhidos pelo Telescópio Espacial Fermi da NASA.

Espectrômetro Magnético Alfa

Espectrômetro Magnético Alfa.

Imagem do WikiMedia Commons.

Agora são os resultados preliminares do Espectrômetro Magnético Alfa, um experimento de alto coturno com esse instrumento a bordo da Estação Espacial Internacional. Segundo esses resultados preliminares, foram detectados mais posítrons do que o que seria de se esperar nos “raios cósmicos” (na verdade, não são “raios” – são partículas de altíssima energia que atingem a Terra vindas das profundezas do espaço).

Segundo o press-release do Departamento de Energia dos EUA (o link acima, do EurekAlert):

Esse primeiro resultado relacionado à física vindo do AMS é baseado em 18 meses de operação, durante os quais o AMS mediu 6.800.000 elétrons de raios cósmicos, na faixa de energia de meio bilhão a um trilhão de elétron-Volts, e mais de 400.000 posítrons, o maior número de partículas energéticas de antimatéria jamais diretamente medido no espaço. A importância dessa medição é que ela eventualmente pode indicar a “arma fumegante” [“smoking gun”, no original – equivalente à expressão “a prova do crime” em português] de que certas partículas de matéria escura existem e que as partículas de matéria escura e antipartículas estão se aniquilando entre si no espaço. 

Embora os dados não mostrem uma “arma fumegante” até agora, essa primeira medição de alta precisão (~1% de erro) do espectro possui características interessantes, não observadas até agora, que dados futuros podem ajudar a esclarecer. Com os dados adicionais, nos anos vindouros, o AMS tem o potencial de trazer à luz a matéria escura.

hype (para variar só um pouco…) foi endossado pelo CERN (um dos órgãos envolvidos no experimento AMS), em cujo press-release consta:

Um excesso de antimatéria dentro do fluxo de raios cósmicos foi observado pela primeira vez a cerca de duas décadas. A origem desse excesso, entretanto, permanece inexplicada. Uma das possibilidades, predita pela teoria da supersimetria, é que os posítrons sejam gerados quando duas partículas de matéria escura colidam e se aniquilem. Supondo uma distribuição isotrópica de partículas de matéria escura, essa teoria teria previsto as observações feitas pelo AMS. No entanto, as medições feitas pelo AMS não podem, ainda, excluir a explicação alternativa de que os posítrons tenham origem em pulsares distribuídos em torno do plano da galáxia.

Não sem razão, Peter Woit, em seu blog Not Even Wrong, chama essa notícia de “O hype da semana”.

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