อัปเดตภารกิจ Ax-4 ไขปริศนารังสีในอวกาศร่วมกับ CERN ปูทางสู่ระบบป้องกันรังสีให้กับนักบินอวกาศในอนาคต

การเดินทางสู่อวกาศของมนุษยชาติกำลังเผชิญกับความท้าทายที่มองไม่เห็นแต่ทรงพลัง นั่นคือ "รังสีในอวกาศ" ซึ่งเป็นอุปสรรคสำคัญต่อสุขภาพของนักบินอวกาศและความสมบูรณ์ของเทคโนโลยีในภารกิจระยะยาว 

บริษัท Axiom Space ในภารกิจล่าสุด Ax-4 กำลังดำเนินการวิจัยเชิงลึกเพื่อทำความเข้าใจและพัฒนายุทธศาสตร์การป้องกันรังสีเหล่านี้ โดยร่วมมือกับองค์กรชั้นนำระดับโลกอย่าง CERN เพื่อรับประกันความปลอดภัยและความสำเร็จของการสำรวจอวกาศในอนาคต

"การวางแผนภารกิจเป็นสิ่งสำคัญ ตอนนี้เราอยู่ในระบบสุริยะที่ได้รับอิทธิพลจากดวงอาทิตย์ ตอนนี้มนุษย์อยู่บนสถานีอวกาศเพื่อศึกษาสิ่งต่าง ๆ นานกว่า 20 ปีแล้ว เรารู้ว่าเราอยู่ในช่วงที่ดวงอาทิตย์มีกิจกรรมสูงและเป็นช่วงเวลาสำคัญในการศึกษาการพุ่งออกมาของโคโรนา" สลาวอช "ซูอาฟ" อุซนันสกี-วิชเญฟสกี (Sławosz “Suave” Uznański-Wiśniewski) นักบินอวกาศชาวโปแลนด์ ผู้เชี่ยวชาญประจำภารกิจ (Mission Specialist) ภารกิจ Ax-4

ต้นกำเนิดและภัยคุกคามของรังสีในอวกาศ

รังสีในอวกาศแตกต่างจากรังสีที่เราพบบนโลกอย่างสิ้นเชิง และมีแหล่งกำเนิดหลักสามแห่งที่น่ากังวล 

1. รังสีคอสมิกกาแล็กซี (GCRs) อนุภาคพลังงานสูงเหล่านี้มาจากนอกระบบสุริยะของเรา ถูกระบุว่าเป็นอันตรายที่สุดต่อ DNA ของเรา เนื่องจากความสามารถในการทะลุทะลวงสูงและก่อให้เกิดการแตกหักของสาย DNA โดยตรง

2. เหตุการณ์อนุภาคสุริยะ (SPEs) เกิดจากการปะทุของดวงอาทิตย์ เช่น ลมสุริยะและการพ่นมวลโคโรนา (CMEs) ซึ่งสามารถปลดปล่อยรังสีปริมาณมหาศาลออกมาอย่างฉับพลัน และอาจถึงแก่ชีวิตหรือสร้างความเสียหายอย่างรุนแรงมากต่อนักบินอวกาศที่ไม่ได้รับการป้องกัน

3. แถบรังสีแวนอัลเลน (Van Allen Belts) เป็นแถบรังสีที่ถูกสนามแม่เหล็กโลกดักจับไว้ แม้จะช่วยปกป้องพื้นโลก แต่ก็เป็น ปัญหาสำหรับดาวเทียมที่ต้องโคจรข้ามผ่านแถบเหล่านี้

โลกของเรามีเกราะป้องกันตามธรรมชาติคือ ชั้นแมกนีโตสเฟียร์ และ ชั้นบรรยากาศ ซึ่งช่วยป้องกันรังสีส่วนใหญ่ไว้ได้ แต่ในอวกาศ นักบินอวกาศและอุปกรณ์ต่างๆ ต้องเผชิญกับรังสีเหล่านี้โดยตรง

"รังสีในอวกาศมาจากสถานที่ต่าง ๆ มากมาย มันคือ รังสีคอสมิกกาแล็กซี โปรตอน อนุภาคพลังงานสูงมันสามารถกระทบกับสิ่งต่าง ๆ บนโลก แต่โลกมีแมกนิโตสเฟียร์อยู่รอบ ๆ ซึ่งป้องกันไม่ให้รังสีส่วนใหญ่เดินทางมาถึงโลกได้ทั้งหมด" เพ็กกี วิทสัน (Peggy Whitson) ผู้บัญชาการภารกิจ กล่าวเพิ่มเติมเกี่ยวกับรังสีในอวกาศ

ผลกระทบต่อมนุษย์และฮาร์ดแวร์

1. ผลกระทบต่อมนุษย์ อนุภาคพลังงานสูงสามารถ "ทำให้เกิดความเสียหายต่อ DNA" ซึ่งนำไปสู่ความเสี่ยงที่เพิ่มขึ้นของ "มะเร็งและการกลายพันธุ์อื่นๆ ในรหัสพันธุกรรม" นอกจากนี้ยังอาจ "มีส่วนทำให้เกิดโรคหัวใจและหลอดเลือด และส่งผลต่อความสามารถในการรับรู้"

2. ผลกระทบต่อฮาร์ดแวร์ รังสีสามารถสร้างความเสียหายร้ายแรงต่อระบบคอมพิวเตอร์และอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ ทำให้เกิดการรบกวนการทำงานชั่วคราว (Single Event Functional Interrupt - SEFI) ที่ทำให้คอมพิวเตอร์ "ค้าง" หรือ "หยุดทำงาน" ไปจนถึง "ความเสียหายถาวร" ต่อชิปและวงจรรวม หรือแม้แต่ทำให้หน่วยความจำเสียหายได้

"มีหลายวิธีในการป้องกันรังสี เป็นเรื่องของวัสดุที่เหมาะสมสำหรับใช้งานรอบ ๆ ยานอวกาศและสวมใส่ป้องกันร่างกายนักบินอวกาศ เพื่อป้องกันไม่ให้รังสีเข้ามาทำลายเซลล์ เรากำลังศึกษาวัสดุประเภทต่าง ๆ ที่ป้องกันรังสีได้ แต่มีน้ำหนักเบาและส่งขึ้นยานอวกาศได้ รวมไปถึงศึกษาวิธีการตรวจวัดรังสีต่าง ๆ" เพ็กกี วิทสัน (Peggy Whitson) ผู้บัญชาการภารกิจ กล่าวเพิ่มเติมเกี่ยวกับรังสีในอวกาศ

กลยุทธ์การป้องกันและวิจัยในภารกิจ Ax-4

เพื่อรับมือกับความท้าทายนี้ Axiom Space และพันธมิตรกำลังพัฒนากลยุทธ์ป้องกันหลายชั้น:

1. วัสดุป้องกัน ยานอวกาศและสถานีอวกาศนานาชาติ (ISS) ใช้โครงสร้าง อะลูมิเนียม เป็นเกราะป้องกันด่านแรก และเสริมด้วย บล็อกโพลีเอทิลีน ในพื้นที่พักอาศัยเพื่อดักจับอนุภาคบางชนิด ในขณะที่วัสดุอย่างตะกั่วแม้จะป้องกันรังสีได้ดี แต่มีข้อจำกัดเรื่องน้ำหนักที่สูง ทำให้ไม่เหมาะกับการขนส่งขึ้นสู่อวกาศ

2. การออกแบบและซอฟต์แวร์: มีการออกแบบอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์ให้ทนทานต่อรังสีมากขึ้น และใช้ "อัลกอริทึมในรูปแบบซอฟต์แวร์หรือฮาร์ดแวร์" เพื่อตรวจจับและแก้ไขข้อมูลที่เสียหาย

3. การวางแผนภารกิจ: "มีความสำคัญอย่างยิ่ง" โดยเฉพาะการทำความเข้าใจ "วงจรสุริยะ" รอบ 11 ปี เพื่อวางแผนภารกิจในช่วงที่ดวงอาทิตย์มีความปั่นป่วนน้อย และให้นักบินอวกาศ "ไปยังตำแหน่งที่ปลอดภัยกว่า" บนยานเมื่อมีคำเตือนเรื่องระดับรังสีที่สูงขึ้น

ความร่วมมือระหว่าง Axiom Space และ CERN คือหัวใจสำคัญของการวิจัยขั้นสูง โดยใช้เครื่องเร่งอนุภาคของ CERN จำลองรังสีคอสมิกกาแล็กซีเพื่อ "ทดสอบส่วนประกอบอิเล็กทรอนิกส์ที่สำคัญ"

หนึ่งในการทดลองที่เป็นรูปธรรมที่สุดในภารกิจนี้คือ "Rabmon on ISS" ซึ่งเป็น "เครื่องสร้างภาพโดมรังสี" ที่ออกแบบโดย CERN และกำลังจะถูกติดตั้งบนสถานีอวกาศนานาชาติ มีวัตถุประสงค์เพื่อ "วัดรังสีประเภทต่างๆ" แบบเรียลไทม์ ในอนาคต อุปกรณ์รุ่นกะทัดรัดจะถูกนำไปใช้กับดาวเทียมและสถานีอวกาศ เพื่อสร้างระบบเตือนภัยที่สามารถสั่ง "ปิดดาวเทียม" ชั่วคราวเพื่อป้องกันความเสียหายในช่วงที่มีพายุรังสีรุนแรง

"ผมได้นำอุปกรณ์ออกมาจากกล่องแล้ว มันติดตั้งได้เร็วมาก มันคือ เครื่องถ่ายภาพโดมรังสีออกแบบครั้งแรกโดย CERN และแนวคิดเบื้องหลังของมัน คือ การวัดระดับรังสีต่าง ๆ แต่มันเป็นเพียงขึ้นตอนแรกของการวิจัยเท่านั้น ขั้นตอนต่อไปเราจะนำกล่องที่มีขนาดเล็กลงขึ้นมาทดสอบกับระบบดาวเทียม อาจมีการใช้สัญญาณบางอย่างเพื่อปกป้องฮาร์ดแวร์ หรือสถานีอวกาศ โดยใช้การตรวจวัดแบบเรียลไทม์เพื่อช่วยให้มนุษย์ตัดสินใจได้อย่างถูกต้อง" สลาวอช "ซูอาฟ" อุซนันสกี-วิชเญฟสกี (Sławosz “Suave” Uznański-Wiśniewski) นักบินอวกาศชาวโปแลนด์ ผู้เชี่ยวชาญประจำภารกิจ (Mission Specialist) ภารกิจ Ax-4

ดร. ลูซี่ โลว์ (หัวหน้านักวิทยาศาสตร์ของ Axiom Space) และทีมงานจาก CERN เน้นย้ำว่า การวิจัยที่ซับซ้อนเหล่านี้มีความสำคัญอย่างยิ่งยวด ความพยายามในภารกิจ Ax-4 ไม่เพียงแต่เป็นการ "ศึกษาวิธีการวัดรังสีในอวกาศให้ดีขึ้น" แต่ยังเป็นการ "ปูทางสำหรับนักวิทยาศาสตร์ นักวิจัย และวิศวกร... เพื่อรับประกันความปลอดภัยและความสำเร็จของภารกิจในอวกาศในอนาคต" ซึ่งจะทำให้การเดินทางสู่ดวงดาวของมนุษย์มีความปลอดภัยและยั่งยืนยิ่งขึ้น