Wenn das menschliche Raumfahrtfahrzeug Orion der nächsten Generation der NASA später in diesem Jahr auf seinem ersten unbemannten Testflug startet, wird ein Strahlungsexperiment, das von amerikanischen Top-Highschool-Schülern entwickelt wurde, eine wichtige Rolle bei der Untersuchung spielen, wie die Gesundheit der zukünftigen amerikanischen Astronauten am besten geschützt werden kann während sie sich weiter in den Weltraum wagen als jemals zuvor - vorbei am Mond zu Asteroiden, Mars und darüber hinaus!
Das von Studenten entworfene Strahlungsexperiment war das Herzstück eines einjährigen Exploration Design Challenge (EDC) -Wettbewerbs, der von der NASA, dem Orion-Hauptauftragnehmer Lockheed Martin und dem National Institute of Aerospace gesponsert wurde, und stand Highschool-Teams in den USA offen.
Das siegreiche Experimentdesign stammte von einem fünfköpfigen Team von Schülern der Governor's School für Wissenschaft und Technologie in Hampton, Virginia, und wurde vom NASA-Administrator Charles Bolden bei der Eröffnung des USA Science and Engineering Festival 2014 in Washington bekannt gegeben , DC am 25. April.
Ziel des EDC-Wettbewerbs war es, Entwürfe für Schilde zu erstellen und zu testen, um die Strahlenexposition und die schädlichen Auswirkungen auf die menschliche Gesundheit in der neuen Orion-Raumsonde der NASA zu minimieren, die im Dezember 2014 während der EFT-1-Mission (Exploration Flight Test-1) in den Orbit starten soll Siehe Experiment Design Foto hier.
Während des EFT-1-Fluges fliegt Orion durch das dichte Strahlungsfeld, das die Erde umgibt, in einer Schutzhülle aus elektrisch geladenen Ionen - bekannt als Van Allen Belt -, die 600 Meilen über der Erde beginnt.
Seit mehr als 40 Jahren seit der Apollo-Ära sind keine Menschen mehr durch den Van-Allen-Gürtel geflogen.
Das Team ARES aus Hampton, VA, wurde aus einer Gruppe von fünf Finalistenteams ausgewählt, die im März 2014 bekannt gegeben wurden.
"Dies ist ein großartiger Tag für das Team ARES - Sie haben bemerkenswerte Arbeit geleistet", sagte der NASA-Administrator Bolden.
„Ich möchte wirklich allen Finalisten gratulieren. Sie sind herausragende Beispiele für die Kraft der amerikanischen Innovation. Ihre Leidenschaft für Entdeckungen und die kreativen Ideen, die Sie eingebracht haben, haben uns zum Nachdenken gebracht und uns geholfen, ein sehr herausforderndes Problem auf unserem Weg zum Mars neu zu betrachten. “
Da Orion EFT-1 bis zu einer Höhe von rund 3.600 Meilen aufsteigen wird, bietet die Mission Wissenschaftlern die Möglichkeit zu verstehen, wie die Strahlenbelastung der Astronauten-Crews, die ab Ende dieser Zeit zu Zielen im Weltraum befördert werden, gemindert werden kann Dekade.
Die Studententeams verwendeten ein Simulationswerkzeug namens OLTARIS, das Online-Werkzeug zur Bewertung der Strahlung im Weltraum, das von NASA-Wissenschaftlern und Ingenieuren verwendet wurde, um die Auswirkungen der Weltraumstrahlung auf Abschirmmaterialien, Elektronik und biologische Systeme zu untersuchen.
In Zusammenarbeit mit Mentoren der NASA und von Lockheed Martin baute jedes Team Prototypen und berechnete mithilfe des OLTARIS-Programms, wie effektiv ihre Entwürfe - unter Verwendung mehrerer Materialien unterschiedlicher Dicke - bei der Abschirmung gegen Strahlung im unteren Van-Allen-Gürtel waren.
„Das Experiment ist ein Tesseract-Design - etwas weniger strukturell einwandfrei als eine Kugel, da sich die Spannungen auf den Phalangen vom Würfel entfernt befinden. Die Materialien und die Verteilung der Materialien innerhalb des Tesseracts wurden durch Forschung und Simulation unter Verwendung des OLTARIS-Programms bestimmt “, sagte Allison Rakes, Sprecherin von Lockheed Martin.
Die Studenten untersuchten, welche Materialien bei der Strahlenabschirmung am effektivsten waren, um ein im Inneren befindliches Dosimeter zu schützen - ein Instrument zur Messung der Strahlenexposition.
„Die endgültigen Materialwahlen und -dicken sind (von außen nach innen): Tantal (0,0762 cm), Zinn (0,1016 cm), Zirkonium (0,0762 cm), Aluminium (0,0762 cm) 0,0762 cm (0,030 Zoll) und Polyethylen (9,398 cm) “, so Rakes.
Am Ende des EFT-1-Flugs bestimmen die Schüler anhand der Messung, wie gut ihr Design das Dosimeter schützt.
Aber zuerst muss das Team ARES seinen Gewinnvorschlag für den Flug vorbereiten. Sie werden mit einem Integrationsteam der NASA und des Raumfahrzeugs Lockheed Martin zusammenarbeiten, um das experimentelle Design zu genehmigen, zusammenzubauen und in das Crew-Modul von Orion zu installieren.
Die harte Arbeit aller Studenten wird sich im Dezember auszahlen, wenn Lockheed Martin das Team ARES im Kennedy Space Center in Florida empfängt, um Zeuge des Starts ihres wichtigen Experiments im Orion auf dem riesigen dreifachen Delta IV Heavy-Booster zu werden.
46 Teams aus dem ganzen Land reichten dem EDC Vorschläge für technische Experimente ein, um die Studenten zu ermutigen, an einem Projekt für Wissenschaft, Technologie, Ingenieurwesen und Mathematik (STEM) zu arbeiten, das sich mit einer der wichtigsten Gefahren der menschlichen Raumfahrt befasst - der Strahlenexposition.
"Die Exploration Design Challenge hat bereits 127.000 Studenten weltweit erreicht - sie haben sich mit realen technischen Herausforderungen befasst und ihre Fantasie über die unendlichen Möglichkeiten der Weltraumentdeckung beflügelt", sagte Marillyn Hewson, Chairman, President und CEO von Lockheed Martin.
Der vierstündige EFT-1-Flug mit zwei Umlaufbahnen wird das Orion-Raumschiff und seine angeschlossene zweite Stufe auf eine Umlaufbahnhöhe von 3.600 Meilen heben, etwa 15-mal höher als die Internationale Raumstation (ISS) - und weiter als jedes menschliche Raumschiff reiste in 40 Jahren.
Seien Sie gespannt auf Kens fortlaufende Nachrichten zu Orion, Orbitalwissenschaften, SpaceX, Gewerbeflächen, LADEE, Curiosity, Mars Rover, MAVEN, MOM und weiteren Nachrichten zur Planeten- und Raumfahrt.
