Com manequins Helga e Zohar, Nasa testou exposição à radiação em voos espaciais

Com a ajuda de manequins chamados Helga e Zohar e sensores colocados dentro de uma espaçonave, cientistas coletaram dados valiosos sobre a exposição à radiação para astronautas fora do campo magnético protetor da Terra e obtiveram insights sobre como melhor protegê-los em longas jornadas espaciais, como uma viagem a Marte.

Pesquisadores divulgaram as medições iniciais dos níveis de radiação experimentados dentro da espaçonave Orion da Nasa durante sua missão não tripulada Artemis 1, em 2022, que envolveu uma viagem ao redor da Lua e de volta à Terra. Dados contínuos de radiação foram obtidos usando instrumentos, incluindo o Hera da Nasa e os sensores EAD da Agência Espacial Europeia.

O perigo representado pela radiação é uma grande preocupação que deve ser abordada se os astronautas quiserem realizar missões de longo prazo além da órbita da Terra. O programa Artemis visa retornar astronautas à superfície lunar nesta década e estabelecer uma base lá como prelúdio para futuras explorações humanas em Marte.

Fontes como raios cósmicos galácticos e partículas lançadas pelo espaço durante erupções solares podem colocar os astronautas em alto risco de doença por radiação, aumento do risco de câncer ao longo da vida, problemas no sistema nervoso central e doenças degenerativas.

Helga e Zohar, projetadas para representar corpos femininos humanos, estavam na cápsula Orion como substitutas para astronautas, com sensores embutidos medindo a exposição à radiação para sua pele e órgãos internos. Zohar usava um colete de proteção contra radiação. Helga não usava proteção.

"Helga e Zohar são 'fantasmas de radiação' —manequins sofisticados que imitam a resposta do corpo humano à radiação, equipados com sensores em todo o corpo para medir taxas de dose em vários órgãos", disse o físico Stuart George do Grupo de Análise de Radiação Espacial no Centro Espacial Johnson da Nasa em Houston, um dos autores do estudo publicado na revista Nature.

"Esses fantasmas foram projetados para representar corpos femininos, pois as mulheres geralmente têm uma sensibilidade maior à radiação do que os homens. Os dados coletados desses fantasmas forneceram insights valiosos sobre como a radiação é depositada no corpo, particularmente durante as travessias do cinturão de Van Allen e voos interplanetários", acrescentou George.

Duas regiões de radiação, chamadas cinturões de Van Allen, cercam a Terra.

"Atualmente estamos trabalhando na avaliação final dos dados para Helga e Zohar, e o conjunto completo de dados será divulgado nos próximos meses", incluindo sobre a eficiência de proteção do colete de Zohar, disse o físico de radiação e autor principal do estudo, Thomas Berger, do Instituto de Medicina Aeroespacial do Centro Aeroespacial Alemão em Colônia.

As áreas dentro da cápsula projetadas para ter o maior escudo contra radiação, incluindo um "abrigo contra tempestades" para astronautas durante eventos climáticos espaciais como erupções solares, foram encontradas para fornecer até quatro vezes mais proteção do que as áreas menos protegidas da espaçonave. Isso validou o design para futuras missões, disse Berger.

A exposição dentro da Orion a raios cósmicos galácticos —partículas energéticas que atravessam o Universo— foi cerca de 60% menor do que a exposição medida em sondas interplanetárias não tripuladas anteriores, mostrando o benefício de uma espaçonave projetada para proteção contra radiação.

"Esses raios cósmicos interplanetários são interessantes porque formam a maior parte da exposição para voos espaciais de longo prazo, então essa medição é importante para estadias longas na Lua e futuras viagens a Marte", disse George.

A orientação da Orion durante o voo afetou a exposição à radiação, que caiu pela metade quando a espaçonave fez uma curva de 90 graus passando pelo cinturão interno de Van Allen.

"Isso ocorre porque a radiação do cinturão de Van Allen é bastante direcional, e a virada colocou mais proteção no caminho da radiação", disse George.

O campo magnético da Terra fornece um envelope protetor ao redor do planeta contra a radiação espacial. A Estação Espacial Internacional orbita dentro dele. Durante a missão Artemis 1, a Orion viajou mais longe do que qualquer outra espaçonave construída para pessoas, aventurando-se bem além do campo magnético.

"Temos muitas medições de exposição à radiação em missões tripuladas em órbita baixa da Terra, mas muito poucas para aquelas além da proteção oferecida pelo campo magnético da Terra. As que temos foram realizadas por missões de ciência planetária onde a proteção contra radiação era muito mais leve do que em um veículo tripulado como os usados para Artemis", disse George.