Nuovi Dati di RaD-X Per la Protezione Dalla Radiazione Cosmica


Il modulo RaD-X in ascesa verso la stratosfera per la misura della radiazione cosmica proveniente dalle tempeste solari e dallo spazio. Credit: NASA
Il modulo RaD-X in ascesa verso la stratosfera per la misura della radiazione cosmica proveniente dalle tempeste solari e dallo spazio. Credit: NASA

Nuovi studi del Radiation Dosimetry Experiment (RaD-X) della NASA sulla radiazione cosmica ad elevate altitudini mostrano l’effetto che ha sull’atmosfera, ed aiuteranno a migliorare gli strumenti in dotazione ai piloti per l’analisi dei livelli di radiazione presente nelle regioni che attraversano in volo.

La missione RaD-X è stata lanciata nel settembre del 2015, e mandata nella stratosfera per misurare la radiazione emessa dall’interazione di particelle ad alta energia provenienti dal Sole e dallo spazio interstellare – dette raggi cosmici – con le molecole dell’atmosfera. I risultati ottenuti sono relativi alle prime misure acquisite ad altitudini comprese tra gli 8 ed i 36 km.

“Le misure, per la prima volta, sono state prese a diverse altitudini, dove la fisica della dosimetria è molto diversa,” spiega Chris Mertens, primo scienziato per la missione RaD-X presso il Langley Research Center della NASA di Hampton (Virginia). “Ottenendo le misurazioni a queste sette altitudini siamo ora in grado di testare quanto bene i nostri modelli rappresentino la fisica della radiazione cosmica.

Le particelle che riescono ad attraversare lo scudo magnetico della magnetosfera terrestre – in grado di bloccare la maggior parte della radiazione proveniente da qualunque tipo di fonte – si scontrano in particolare con le molecole di azoto e ossigeno, decadendo poi in una nube di altre particelle attraverso i processi di cascate nucleoniche ed elettromagnetiche. La bassa densità dell’atmosfera però fa si che il decadimento dei raggi cosmici avvenga prevalentemente ad un’altitudine di circa 18 km, dove si forma uno strato concentrato di particelle conosciuto come massimo di Pfotzer.

RaD-X alla sua partenza da Fort Sumner, New Mexico. Credit: NASA/Christopher Mertens
RaD-X alla sua partenza da Fort Sumner, New Mexico. Credit: NASA/Christopher Mertens

Queste particelle, che siano raggi cosmici primari oppure prodotti dei decadimenti, possono avere gravi effetti sulla salute degli esseri umani: la radiazione cosmica agisce sullo stesso DNA frantumandolo e producendo radicali liberi che possono alterare le funzioni cellulari. A causa del tempo speso nell’alta atmosfera, gli equipaggi al lavoro nel campo dell’aviazione sono esposti a quasi il doppio del normale livello di radiazione a cui sono sottoposte le persone a terra: lo stesso problema affligge anche gli astronauti a bordo della Stazione Spaziale Internazionale, e dovrà essere affrontato da chi andrà su Marte, che possiede un ambiente simile a quello dell’alta atmosfera terrestre. La protezione dall’esposizione alle radiazioni è dunque un passo vitale da compiere per l’evoluzione dell’esplorazione spaziale.

Tassi di radiazione osservati il 14 novembre 2012 (20:00-21:00 GMT) dal Nowcast of Atmospheric Ionizing Radiation for Aviation Safety (NAIRAS), strumento in grado di analizzare le radiazioni dell'ambiente circostante, a bordo di velivoli. I colori più caldi indicano una maggiore concentrazione di radiazioni. Credit: NASA/NAIRAS
Tassi di radiazione osservati il 14 novembre 2012 (20:00-21:00 GMT) dal Nowcast of Atmospheric Ionizing Radiation for Aviation Safety (NAIRAS), strumento in grado di analizzare le radiazioni dell'ambiente circostante, a bordo di velivoli. I colori più caldi indicano una maggiore concentrazione di radiazioni. Credit: NASA/NAIRAS

La missione RaD-X è dunque di fondamentale importanza per comprendere in che modo la radiazione cosmica si muove attraverso l’atmosfera terrestre. Misurandone la percentuale in un intervallo di altitudini è stato notato un incremento costante al crescere dell’altitudine, risultato che sembra essere in contraddizione con la concentrazione di particelle al massimo di Pfotzer: tuttavia questo può essere spiegato dalla complessa relazione tra particelle primarie e secondarie, e dal fatto che le particelle primarie osservate ad altitudini maggiori presentano effetti molto più gravi sui tessuti biologici.

La missione ha inoltre testato due nuovi strumenti – i rivelatori RaySure e Teledyne TID – molto compatti e facilmente fabbricabili, che si sono mostrati candidati ideali per un futuro monitoraggio in tempo reale a bordo di velivoli.

Giulia Murtas

Fonte: https://www.nasa.gov/feature/goddard/2017/nasa-studies-cosmic-radiation-to-protect-high-altitude-travelers

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