Questão:
Como as missões Apollo resolveram o problema da radiação cósmica?
r2_d2
2018-11-05 20:06:47 UTC
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Um dos maiores obstáculos da exploração espacial é a radiação cósmica. Como as missões Apollo resolveram o problema da radiação?

A NASA teria protegido os astronautas até certo nível com algum material. Como eles tentaram pelo menos minimizar o efeito?

Além disso: [Será que uma tripulação da Apollo foi morta pela radiação solar?] (Https://space.stackexchange.com/questions/9487/could-an-apollo-crew-have-been-killed-by-solar-radiation)
A NASA sabe que esse problema existe e arriscou ?. eles teriam protegido os astronautas em algum nível com algum material. Minha pergunta: como eles tentaram pelo menos minimizar o efeito.
IIRC, a maior quantidade de radiação à qual os astronautas foram submetidos ocorreu durante o vôo através do [cinturão de Van Allen] (https://en.wikipedia.org/wiki/Van_Allen_radiation_belt). Não tenho ideia de quanto tempo isso levou (algumas horas?)
@r2_d2: Se uma blindagem eficiente com peso mínimo (menos de 0,1% do Módulo de Comando) fosse possível, a NASA a teria usado.
@r2_d2 *** Tudo *** envolve correr um risco. A NASA reduziu os riscos onde for prático, com certeza. No entanto, em comparação com os outros riscos envolvidos no vôo espacial inicial, e dada a duração, isso não foi considerado um risco alto em comparação com sentar no topo de um foguete possivelmente explodindo com um sistema de suporte de vida possivelmente vazando e uma reentrada possivelmente falhando sistema. E isso antes de olharmos para os riscos do módulo lunar. Portanto, sua suposição está incorreta - eles simplesmente avaliaram esse risco e decidiram que não valia a pena abordar.
Cinco respostas:
Hobbes
2018-11-05 20:59:29 UTC
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Embora a radiação cósmica seja um problema, é o mesmo que a radiação na Terra: o risco é cumulativo. Os níveis eram baixos o suficiente para que as missões de 1-2 semanas neste nível não representassem um grande risco à saúde, então nenhuma proteção foi necessária.

O grande problema remanescente era a radiação de explosões solares e CME s. Eles produzem tanta radiação que não foi possível construir um escudo espesso o suficiente para protegê-los (dentro dos orçamentos de peso disponíveis para a Apollo). Portanto, a NASA analisou a atividade solar, lançada durante os períodos em que a atividade estava baixa e esperava que um CME não ocorresse.

A espaçonave Apollo tinha um casco de alumínio fino. Isso bloqueia parte da radiação, mas não muito.

Eu me pergunto se uma fina camada de chumbo pode ter bloqueado mais radiação (ou isso só funciona contra o Superman)?
@Xen2050 Seria, mas também seria muito pesado. Não apenas isso, mas seria necessário mais alumínio para suportar o chumbo, aumentando ainda mais o peso. O chumbo é muito mole para ser usado como material estrutural.
Uma fina camada de chumbo teria gerado muita radiação secundária. Você precisaria de uma camada espessa de chumbo, mas seria muito pesada.
Sim, isso é um problema desagradável. Você bloqueia parte da radiação que normalmente o prejudicaria. Enquanto isso, partículas tão energéticas que passaram por seu corpo e por toda a nave sem nenhum efeito, agora atingem o escudo e ejetam uma grande fonte de partículas com a energia certa para causar o maior dano pelo outro lado. A "blindagem fina" é pior do que nenhuma blindagem nesse caso.
Robert Longson
2018-11-06 07:17:09 UTC
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Isso não aconteceu, e é por isso que os astronautas da Apollo viram flashes cegantes dentro de seus olhos durante a missão e tiveram uma probabilidade muito maior de sofrer de catarata mais tarde.

Os flashes eram de Cerenkov radiação passando por seus globos oculares, ocorrendo até 2 por minuto nas missões Apollo.

Dos 39 astronautas a sofrer de catarata mais tarde na vida 36 haviam voado Missões Apollo. Em missões próximas à Terra, como visitas a estações espaciais, o campo magnético da Terra fornece alguma proteção.

E esta é uma das razões pelas quais não estamos mais enviando pessoas para fora da magnetosfera?
@Mindwin Possivelmente, mas é um pouco abaixo da lista de razões, abaixo de "falta de financiamento consistente" e "nenhum foguete grande o suficiente".
Os astronautas mais velhos não são aqueles que voaram em missões Apollo, portanto, são mais propensos a desenvolver catarata?
@Michael,, os astronautas mais antigos seriam os seis astronautas do Mercúrio que não foram à Lua.
@Mark Alan Shepard foi o primeiro americano no espaço na espaçonave Mercury Freedom 7 e caminhou na Lua como comandante da Apollo 14
@DaveGremlin Havia sete astronautas do Mercury, seis dos quais - como escreveu Mark - não foram à lua (e um dos quais foi aterrado em 1962, mas depois chegou ao LEO em ASTP / SATP).
Mas @GNiklasch,, se você está se sentindo pedante, tem razão: Shepard não era o mais jovem dos Mercury Seven.
Mark
2018-11-06 03:01:11 UTC
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A Apollo resolveu o problema da radiação cósmica de uma maneira contra-intuitiva: minimizando a blindagem.

A maioria dos raios cósmicos são de energia muito alta núcleos atômicos; o resto são prótons de energia muito alta. Quando essas partículas atingem algo (por exemplo, uma folha de alumínio), elas geram uma chuva de radiação secundária. Qualquer escudo eficaz precisa ser espesso o suficiente para acionar a radiação secundária e, em seguida, absorvê-la. Se o escudo apenas disparar a radiação secundária, as coisas ficam piores, porque a radiação secundária provavelmente será absorvida pelo corpo humano, onde a radiação primária provavelmente passará sem interagir.

Existem alguns materiais, como água ou plásticos ricos em hidrogênio, que podem absorver raios cósmicos sem acionar a radiação secundária, mas a Apollo não carregava água suficiente para fornecer um escudo significativo, e as limitações de massa não permitiam um escudo de plástico.

Nitpick: Os prótons também são núcleos atômicos. Hidrogênio, você sabe :-)
dgrat
2018-11-07 18:42:50 UTC
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A radiação cósmica não é um problema agudo, se você ignorar o clima solar e as explosões gama que ocorrem ocasionalmente. Tenha em mente que a probabilidade de câncer durante a vida é de cerca de 40%. A radiação adicional por ano na ISS é, e. 44 a 105 mili Gy. De acordo com o gráfico da Wikipedia abaixo, o aumento da chance de câncer é desprezível. Além disso, pequenas doses de radiação induzem à regulação positiva de moléculas antioxidantes nas células, o que reduz a chance de câncer ainda mais em intervalos de tempo mais longos.

O outro caso, se a radiação é tão alta que os astronautas morrem instantaneamente, também é negligenciável. Nesse caso, os componentes eletrônicos também falhariam, mesmo se endurecidos.

Em conclusão. A radiação é um problema? Não, na verdade não. Especialmente se você comparar as taxas de câncer com o fumo. No entanto, sempre se pode tentar tornar as coisas melhores. Uma maneira seria usar água ou combustível para proteger os astronautas. Infelizmente, isso nem sempre é possível com as cargas atuais.

https://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/a/a1/Increased_risk_with_dose.svg

user152202
2018-11-08 12:04:04 UTC
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A "blindagem" no módulo de comando, ou seja, o componente de revestimento externo, era na verdade aço inoxidável. Alumínio e outras ligas foram usados ​​para a estrutura básica da espaçonave. Foram escolhidos materiais que minimizaram os efeitos da radiação tanto quanto possível. Partículas alfa e beta, como as comuns nos cinturões de Van Allen, são facilmente bloqueadas por finas camadas de metal. Os raios cósmicos são extremamente energéticos e não seriam interrompidos por uma camada de chumbo.

O Módulo de Comando (CM) consistia em duas estruturas básicas unidas: a estrutura interna (camada de pressão) e a estrutura externa.

A estrutura interna era uma construção em sanduíche de alumínio que consistia em um revestimento interno de alumínio soldado, núcleo em colmeia de alumínio colado com adesivo e folha de face externa. A espessura do favo de mel variava de cerca de 1,5 polegadas (3,8 cm) na base a cerca de 0,25 polegadas (0,64 cm) no túnel de acesso frontal. Essa estrutura interna era o compartimento da tripulação pressurizado.

A estrutura externa era feita de aço inoxidável soldado em colméia soldada entre folhas de liga de aço. Sua espessura variava de 0,5 a 2,5 polegadas. Parte da área entre as camadas interna e externa foi preenchida com uma camada de isolamento de fibra de vidro como proteção adicional contra o calor.

( Wikipedia: Módulo de comando / serviço Apollo)



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