Den europeiske romfartsorganisasjonen ESA ruster opp og søker for tiden etter nye astronauter. Intet mindre enn romferder til månen står på planen. Og når romhistorien skal skrives har ESA invitert norske forskere fra Sintef MiNaLab med på laget.

Sammen med kolleger fra Universitetet i Wollongong i Australia har de norske forskerne utviklet en helt unik sensor som ikke bare kan måle strålingen astronauter blir utsatt for på romferder, men også effekten strålene har på kroppen.

– Sensoren, som er laget av silisium, er kapslet inn i et biologisk materiale som etterligner menneskelig vev, sier forsker Angela Kok. Hun har utviklet sensorens måleteknologi sammen med forskerkollega Marco Povoli ved Sintef MiNaLab.

Kok forklarer at innkapslingen i biologisk materiale gjør at sensoren vil oppfatte strålene på samme måte som cellene gjør. Ved hjelp av bestemte algoritmer kan forskerne deretter beregne hvilken skade strålingen påfører kroppen, svært nøyaktig og helt ned på cellenivå.

Sensoren er laget med et såkalt mikrosystem. Den kan bli på størrelse med et kredittkort, og kan dermed bli integrert i romdrakten. Der vil mikrosensoren, eller mikrodosimeteret som det kalles i denne sammenhengen, kontinuerlig måle strålingen astronauten blir eksponert for på romferder.

Helseskadelige strålingsdoser

Romferd er en risikofylt affære. Strålingen astronautene kan bli utsatt for i verdensrommet kan være helseskadelig og i verste fall dødelig.

Strålingen er uforutsigbar. I løpet av en seks måneder lang romferdsekspedisjon kan en astronaut ifølge NASA bli utsatt for alt fra 50-2000 millisievert (mSv) stråling, der Sievert er måleenheten som brukes. Dette tilsvarer 150-6000 røntgenbilder av brystet.

Til sammenligning skal ikke stråledosen for den vanlige befolkningen i Norge overstige 1 mSv ioniserende stråling i året, ifølge Strålevernforskriften.

På romferder til den internasjonale romstasjonen (ISS) er astronautene delvis beskyttet av jordens magnetfelt, men på ekspedisjoner til Mars og månen er stråledosene langt høyere.

Mens astronautene på ISS blir utsatt for rundt 0,5 millisievert hver dag, vil en astronaut på månen bli utsatt for en daglig stråledose på minimum 1,4 millisievert, ifølge en kinesisk studie forskning.no refererer til. Altså mer enn en vanlig norsk borger vil bli utsatt for i løpet av et helt år.

Nå ønsker ESA å få utviklet bedre systemer for å få mer kunnskap om strålingsmiljøet på månen og initierte et nytt prosjekt.

Nytt målesystem for måneferder

Kok og Povoli har samarbeidet med ESA om sensoren i to tidligere prosjekter, og ble invitert inn i det nye, toårige prosjektet. Der skal de videreutvikle den til å kunne måle alle typer stråler ESA mener astronauter kan bli utsatt for på en måneferd.

– Mikrodosimeteret er bare én del av prosjektet, hvor målet er å lage et større strålingsmålesystem for ekspedisjoner til månen, forklarer Kok.

National and Kapodistrian University of Athens, som leder prosjektet, skal sammen med selskapet ADVEOS utvikle et system som skal settes igjen på overflaten og måle stråling på månen.

– Vi i Sintef har sammen med Universitetet i Wollongong ansvaret for å videreutvikle mikrosensoren med riktig elektronikk, programvare og brukergrensesnitt. Målet er at vi sammen kan sørge for mye mer kunnskap rundt stråling på månen, legger hun til.

Norsk astronaut og teknologi på månen?

Norsk Romsenter ser med stor interesse på prosjektet og mener behovet for bedre målesystem øker sterkt nå som ESA sikter mot både månen og etter hvert mot Mars. Den nye romstasjonen «Lunar Gateway», som skal gå i bane rundt månen og der ESA har ansvaret for en egen modul, er under planlegging. Da står strålingsproblematikk og sikkerhet for bemanningen helt sentralt.

– ESA er en viktig partner i NASAs ARTEMIS-program med ambisjon om å lande den «første kvinne og neste mann» på månen om få år. Bemannet romfart er inne i en ny og spennende periode, sier fagsjef for Bemannet romfart og utforskning, Arvid Bertheau Johannessen ved Norsk Romsenter.

– Astronautenes sikkerhet, ikke minst med tanke på stråling, er viktigere enn noensinne, legger han til.

Også hans kollega Pål Brekke, som er fagsjef for Romforskning ved Norsk Romsenter, mener Sintefs forskning er viktig.

– Dette er veldig spennende. Vi ønsker jo at flere institutter og industri skal bidra inn mot romteknologi og ikke minst bemannet romfart. Dette er jo ekstra aktuelt nå i disse dager da vi nylig annonserte at ESA søker etter nye astronauter – og vi håper jo at denne gangen får vi en norsk astronaut som da vil kunne få mulighet til å dra til månen, sier Brekke.

Kanskje blir det også med en norsk sensor på innerlommen.

Vil bidra til bedre beskyttelse av astronauter

Forskerne utviklet opprinnelig sensoren til bruk i protonstrålebehandling av kreft, før ESA fattet interesse for den. Forskerne ved Sintef skal i løpet av de to neste årene utvikle en prototype og teste den i strålingslaboratorier.

Blant annet skal forskerne teste hva som skjer med strålene når de bryter gjennom materialer som finnes i et romfartøy og til slutt treffer utstyr og astronauter.

– Vi ønsker å bidra til å forstå mer om stråling i verdensrommet og komme opp med et instrument som kan bidra til bedre beskyttelse av de som skal reise på ekspedisjoner i rommet, sier Angela Kok.

Astronauter bruker i dag dosimetre for å måle stråledosene, men de kan ikke beregne skadene på cellene slik man kan med mikrodosimeteret som forskerne nå jobber med. Dette mikrodosimeteret vil også bruke mindre strøm og kunne måle langt flere typer stråler.

Referanse:

Stefania Peracchi mfl: Radiation shielding evaluation of spacecraft walls against heavy ions using microdosimetry. IEEE Transactions on Nuclear Science, 2020. (Sammendrag) Doi.org/10.1109/TNS.2020.3032946

Artikkelen er produsert og finansiert av Sintef

Sintef er én av 77 eiere av forskning.no. Deres kommunikasjonsansatte leverer innhold til forskning.no. Vi merker dette innholdet for å tydelig skille formidling fra uavhengig redaksjonelt stoff.
Her kan du lese mer om ordningen.

Les også disse artiklene fra Sintef:

• 

  Gamle diesel­lokomotiv kan bli elektriske

• 

  Denne syltynne løsningen gjør brenselceller billigere og mer miljøvennlige

• 

  Dette kan være gode hjem for personer med demens

• 

  Smart oppvarming: Det er håp for eldre kontorbygg

• 

  Miniorganer kan erstatte dyreforsøk: – Disse stamcellene kan bli til nesten alt mulig i kroppen

• 

  Skolebygg påvirker elever og lærere

Les flere saker fra Sintef her.

forskning.no vil gjerne høre fra deg!
Har du en tilbakemelding, spørsmål, ros eller kritikk? TA KONTAKT HER