เมื่อยานอวกาศ Orion ยานอวกาศมนุษย์รุ่นต่อไปของนาซ่าระเบิดเที่ยวบินทดสอบไร้คนอาศัยในปลายปีนี้การทดลองทางรังสีที่ออกแบบโดยนักเรียนมัธยมปลายชาวอเมริกันชั้นนำจะทะยานขึ้นและมีบทบาทสำคัญในการตรวจสอบว่าจะปกป้องสุขภาพของนักบินอวกาศในอนาคตของอเมริกาได้อย่างไร ในขณะที่พวกมันเข้าไปอยู่ในห้วงอวกาศลึกกว่าที่เคยเป็นมา - ผ่านดวงจันทร์ไปยังดาวเคราะห์น้อย, Mars and Beyond!
การทดลองทางรังสีของนักเรียนเป็นหัวใจของการแข่งขัน Exploration Design Challenge (EDC) ที่ได้รับการสนับสนุนจาก NASA ตลอดทั้งปีซึ่งเป็นผู้รับเหมาหลักของ Orion Lockheed Martin และสถาบันการบินและอวกาศแห่งชาติและเปิดให้ทีมโรงเรียนมัธยมทั่วสหรัฐอเมริกา
การออกแบบการทดลองที่ชนะมานั้นมาจากทีมห้าคนของนักเรียนมัธยมจากโรงเรียนผู้ว่าการวิทยาศาสตร์และเทคโนโลยีในแฮมป์ตันรัฐเวอร์จิเนียและได้รับการประกาศโดยผู้บริหารขององค์การนาซ่า Charles Bolden เมื่อเปิดงาน 2014 วิทยาศาสตร์และวิศวกรรมแห่งสหรัฐอเมริกาที่กรุงวอชิงตัน , DC วันที่ 25 เมษายน
เป้าหมายของการแข่งขัน EDC คือการสร้างและทดสอบการออกแบบสำหรับโล่เพื่อลดการได้รับรังสีและลดผลกระทบต่อสุขภาพของมนุษย์ในยานอวกาศ Orion ใหม่ของนาซ่าที่กำหนดให้เริ่มขึ้นสู่วงโคจรในระหว่างภารกิจการสำรวจเส้นทางสำรวจ Exploring Flight-1 (EFT-1) ดูภาพการออกแบบการทดลองในที่นี้
ในระหว่างการบิน EFT-1 กลุ่มดาวนายพรานจะบินผ่านสนามรังสีหนาแน่นที่ล้อมรอบโลกด้วยเกราะป้องกันของไอออนที่มีประจุไฟฟ้าซึ่งรู้จักกันในชื่อแวนอัลเลนในระยะ 600 ไมล์จากโลก
ไม่มีมนุษย์คนใดบินผ่านเข็มขัดแวนอัลเลนในรอบกว่า 40 ปีตั้งแต่ยุคอพอลโล
ทีม ARES จาก Hampton VA ได้รับเลือกจากกลุ่มของห้าทีมสุดท้ายที่ประกาศในเดือนมีนาคม 2014
“ นี่เป็นวันที่ยอดเยี่ยมสำหรับ Team ARES - คุณทำงานได้อย่างน่าทึ่ง” ผู้ดูแลระบบของ NASA Bolden กล่าว
“ ฉันต้องการแสดงความยินดีกับผู้เข้ารอบสุดท้ายทั้งหมดของเรา คุณเป็นตัวอย่างที่โดดเด่นเกี่ยวกับพลังของนวัตกรรมอเมริกัน ความหลงใหลในการค้นพบของคุณและความคิดสร้างสรรค์ที่คุณนำมาทำให้เราคิดและช่วยให้เรามองปัญหาใหม่ที่ท้าทายบนเส้นทางสู่ดาวอังคารของเรา”
เนื่องจาก Orion EFT-1 จะปีนขึ้นไปที่ระดับความสูงประมาณ 3,600 ไมล์ภารกิจจึงเปิดโอกาสให้นักวิทยาศาสตร์ได้เข้าใจถึงวิธีการลดระดับการสัมผัสกับรังสีที่ทีมงานนักบินอวกาศได้รับประสบการณ์ที่จะถูกขับเคลื่อนไปยังจุดหมายปลายทางในห้วงอวกาศ ทศวรรษ.
ทีมนักเรียนใช้เครื่องมือจำลองชื่อ OLTARIS เครื่องมือออนไลน์สำหรับการประเมินการแผ่รังสีในอวกาศที่นักวิทยาศาสตร์และวิศวกรของนาซ่าใช้เพื่อศึกษาผลกระทบของการแผ่รังสีในอวกาศที่มีต่อวัสดุป้องกันอุปกรณ์อิเล็กทรอนิกส์และระบบชีวภาพ
การทำงานกับที่ปรึกษาจาก NASA และ Lockheed Martin แต่ละทีมสร้างต้นแบบและใช้โปรแกรม OLTARIS เพื่อคำนวณประสิทธิภาพการออกแบบของพวกเขา - การใช้วัสดุหลายชนิดที่ความหนาแตกต่างกัน - มีการป้องกันรังสีในแถบแวนอัลเลนด้านล่าง
“ การทดลองคือการออกแบบ Tesseract - โครงสร้างเสียงน้อยกว่าทรงกลมเล็กน้อยเนื่องจากความเค้นจะอยู่ห่างจากลูกบาศก์บน phalanges วัสดุและการกระจายของวัสดุที่อยู่ภายใน tesseract ถูกกำหนดผ่านการวิจัยและการจำลองโดยใช้โปรแกรม OLTARIS "โฆษก Lockheed Martin โฆษก Allison Rakes บอกฉัน
นักเรียนทำการวิจัยเพื่อตรวจสอบว่าวัสดุใดมีประสิทธิภาพมากที่สุดในการป้องกันรังสีเพื่อป้องกัน dosimeter ที่อยู่ภายใน - เครื่องมือที่ใช้สำหรับการวัดการได้รับรังสี
“ ตัวเลือกวัสดุขั้นสุดท้ายและความหนาคือ (จากด้านนอกสุดถึงด้านในสุด): แทนทาลัม (.0762 ซม. / .030 นิ้ว), ดีบุก (.1016 ซม. / .040 นิ้ว), เซอร์โคเนียม (.0762 ซม. / .030 นิ้ว), อลูมิเนียม ( .0762 cm / .030 in) และ polyethylene (9.398 cm / 3.70 in),” อ้างอิงจาก Rakes
ในตอนท้ายของเที่ยวบิน EFT-1 นักเรียนจะใช้การวัดเพื่อกำหนดว่าการออกแบบของพวกเขาป้องกัน dosimeter ได้ดีเพียงใด
แต่ทีม ARES คนแรกต้องได้รับข้อเสนอที่พร้อมสำหรับการบิน พวกเขาจะทำงานร่วมกับทีมรวมยานอวกาศของนาซาและล็อคฮีดมาร์ตินเพื่อให้การออกแบบการทดลองได้รับการอนุมัติประกอบและติดตั้งลงในโมดูลลูกเรือของ Orion
นักเรียนทุกคนทำงานอย่างหนักจะจ่ายในเดือนธันวาคมนี้เมื่อล็อคฮีดมาร์ตินเป็นเจ้าภาพทีม ARES ที่ศูนย์อวกาศเคนเนดีในฟลอริดาเพื่อเป็นสักขีพยานในการทดลองครั้งสำคัญของพวกเขาภายใน Orion บนยอดเขามหึมา Delta IV Heavy
46 ทีมจากทั่วประเทศส่งข้อเสนอการทดลองทางวิศวกรรมไปที่ EDC ซึ่งมีวัตถุประสงค์เพื่อกระตุ้นนักเรียนให้ทำงานในโครงการวิทยาศาสตร์เทคโนโลยีวิศวกรรมและคณิตศาสตร์ (STEM) ที่จัดการกับหนึ่งในอันตรายที่สำคัญที่สุดของการบินในอวกาศของมนุษย์ - การฉายรังสี
“ The Exploration Design Challenge มีนักเรียนทั่วโลกกว่า 127,000 คนมีส่วนร่วมในความท้าทายด้านวิศวกรรมในโลกแห่งความจริงและจุดประกายจินตนาการของพวกเขาเกี่ยวกับความเป็นไปได้ที่ไม่รู้จบของการค้นพบอวกาศ” Lockheed Martin ประธานกรรมการและประธานเจ้าหน้าที่บริหาร Marillyn Hewson กล่าว
การบิน EFT-1 สองวงโคจรสี่ชั่วโมงจะยกยานอวกาศ Orion และขั้นตอนที่สองที่แนบมากับความสูงของวงโคจร 3,600 ไมล์สูงกว่าสถานีอวกาศนานาชาติประมาณ 15 เท่าและไกลกว่ายานอวกาศของมนุษย์ใด ๆ เดินทางใน 40 ปี
ติดตามความคืบหน้าได้ที่นี่สำหรับกลุ่มดาวนายพรานอย่างต่อเนื่อง, วงโคจรวิทยาศาสตร์, SpaceX, พื้นที่การค้า, LADEE, ความอยากรู้, รถแลนด์โรเวอร์ดาวอังคาร, MAVEN, MOM และข่าวอวกาศและดาวเคราะห์มนุษย์อื่น ๆ
