Kun NASA: n seuraavan sukupolven ihmisen avaruuslentokone Orion räjähtää tyttölennon miehittämättömällä koelennolla myöhemmin tänä vuonna, Yhdysvaltojen huippututkijoiden suunnittelema säteilykoe nousee mukanaan ja on avainasemassa tutkittaessa, kuinka parhaiten voidaan turvata Amerikan tulevien astronautien terveys. kun he lähtevät kauempana syvään avaruuteen kuin koskaan ennen - Kuun ohi asteroideihin, Marsiin ja muualle!
Opiskelijan suunnittelema säteilykoe oli keskeinen osa NASA: n, Orionin pääurakoitsija Lockheed Martinin ja National Aerospace Institute -nimisen tutkimuskeskuksen sponsoroimaa vuotta kestäneen Exploration Design Challenge -kilpailun (EDC) kilpailua, ja se oli avoin lukion joukkueille kaikkialla Yhdysvalloissa.
Voittaneen kokeilusuunnitelman sai viiden jäsenen ryhmä lukion oppilaita Hamptonissa, Hampurissa sijaitsevasta kuvernöörin tiede- ja tekniikkakoulusta. NASAn järjestelmänvalvoja Charles Bolden ilmoitti siitä Washingtonissa 2014 pidetyn USA: n tiede- ja tekniikkafestivaalin 2014 avajaisissa. , DC, 25. huhtikuuta.
EDC-kilpailun tavoitteena oli rakentaa ja testata suojakilpeitä säteilyaltistuksen ja ihmisten terveydelle aiheutuvien haittojen minimoimiseksi NASA: n uudessa Orion-avaruusaluksessa, joka on suunniteltu laskeutumaan kiertoradalle tutkimuksen lentotesti -1 (EFT-1) -polkuvalvontamatkan aikana joulukuussa 2014. Katso kokeilusuunnitelmakuva tässä.
EFT-1-lennon aikana Orion lentää tiheää säteilykenttää, joka ympäröi maata sähköisesti varautuneiden ionien suojakuoressa, joka tunnetaan nimellä Van Allen -vyö ja joka alkaa 600 mailia maan yläpuolella.
Yksikään ihminen ei ole lentänyt Van Allen -vyön läpi yli 40 vuoden kuluttua Apollo-ajasta.
Joukkue ARES Hampton VA: sta valittiin viiden finalistiryhmän joukosta, joka ilmoitettiin maaliskuussa 2014.
"Tämä on upea päivä Team ARES: lle - olet tehnyt merkittävää työtä", sanoi NASA: n järjestelmänvalvoja Bolden.
”Haluan todella onnitella kaikkia finalistejamme. Olet erinomaisia esimerkkejä amerikkalaisten innovaatioiden voimasta. Löydämisen intohimo ja esittämäsi luovat ideat ovat saaneet meidät ajattelemaan ja auttaneet meitä ottamaan uuden kuvan erittäin haastavasta ongelmasta tiellämme Marsiin. ”
Koska Orion EFT-1 nousee noin 3 600 mailin korkeuteen, operaatio tarjoaa tutkijoille mahdollisuuden ymmärtää, kuinka lieventää säteilyaltistuksen tasoa, jota kokevat astronauttiryhmät, jotka ajavat syvään avaruuskohteeseen tämän lopussa. vuosikymmenellä.
Opiskelijaryhmät käyttivät NASA: n tutkijoiden ja insinöörien käyttämää OLTARIS-simulointityökalua, on-line työkalua säteilyn arviointiin avaruudessa, tutkimaan avaruussäteilyn vaikutuksia suojamateriaaleihin, elektroniikkaan ja biologisiin järjestelmiin.
Yhdessä NASAn ja Lockheed Martinin mentorien kanssa kukin joukkue rakensi prototyyppejä ja käytti OLTARIS-ohjelmaa laskeakseen kuinka tehokkaita heidän mallinsa - käyttämällä useita materiaaleja eripaksuisilla paikoillaan - suojasivat säteilyä Van Allenin alemmalla vyöllä.
”Koe on Tesseract-muotoilu - rakenteellisesti vähemmän heikko kuin pallo, koska jännitykset sijaitsevat kauempanakin phalangeista. Materiaalit ja niiden jakauma tesseraktin sisällä määritettiin tutkimuksella ja simulaatiolla käyttämällä OLTARIS-ohjelmaa ”, Lockheed Martinin edustaja Allison Rakes kertoi minulle.
Opiskelijat suorittivat tutkimuksen, mitkä materiaalit olivat tehokkaimpia säteilysuojauksessa sisäpuolella olevan annosmittarin suojaamiseksi - väline, jota käytetään säteilyaltistuksen mittaamiseen.
”Lopulliset materiaalivalinnat ja paksuus ovat (uloimmasta sisimpaan): tantaali (.0762 cm / .030 tuumaa), tina (.1016 cm / .040 tuumaa), cirkonium (.0762 cm / .030 tuumaa), alumiini ( .0762 cm / .030 tuumaa ja polyeteeniä (9,398 cm / 3,70 tuumaa) ", Rakesin mukaan.
EFT-1-lennon päätyttyä opiskelijat käyttävät mittausta selvittääkseen, kuinka hyvin heidän suunnittelunsa suojasi dosimetriä.
Mutta ensin Team ARESin on saatava voittava ehdotus valmiiksi lennolle. He tekevät yhteistyötä NASA: n ja Lockheed Martin -aluksen integrointiryhmän kanssa saadakseen kokeellisen suunnittelun hyväksyä, koota ja asentaa Orionin miehistömoduuliin.
Kaikki opiskelijoiden kova työ tuottaa tulostaan tämän vuoden joulukuussa, kun Lockheed Martin isännöi Team ARESia Kennedyn avaruuskeskuksessa Floridassa todistamaan tärkeän kokeilunsa lopettamista Orionin huipulla mammutin kolminkertaisella tynnyrillä varustetun Delta IV Heavy -vahvistimen yläpuolella.
46 ryhmää eri puolilta maata lähetti EDC: lle teknisiä kokeiluhankkeita, joiden tarkoituksena oli kannustaa opiskelijoita työskentelemään tiede-, teknologia-, tekniikka- ja matematiikkaprojektissa (STEM), joka käsittelee ihmisen avaruuslennon merkittävimpiä vaaroja - säteilyaltistusta.
"Exploration Design Challenge on jo saavuttanut 127 000 opiskelijaa ympäri maailmaa - ottamalla heidät reaalimaailman tekniikan haasteisiin ja sytyttäen heidän mielikuvituksensa avaruuden löytämisen loputtomista mahdollisuuksista", kertoi Lockheed Martin puheenjohtaja, toimitusjohtaja Marillyn Hewson.
Kahden kiertoradan, neljän tunnin EFT-1 -lento nostaa Orion-avaruusaluksen ja siihen liitetyn toisen vaiheen 3600 mailin kiertoradalle, joka on noin 15 kertaa korkeampi kuin Kansainvälinen avaruusasema (ISS) - ja kauempana kuin millään ihmisen avaruusaluksella on matkusti 40 vuodessa.
Pysy täällä Kenin jatkuvien Orion-, Orbital Sciences-, SpaceX-, kaupallisten avaruus-, LADEE-, Curiosity-, Mars rover-, MAVEN-, MOM- ja muiden planeetta- ja ihmisen avaruuslentojen uutisien parissa.
