NASA将银河宇宙射线带到地球来研究生物效应和健

- 编辑:大众自然网 -

NASA将银河宇宙射线带到地球来研究生物效应和健

为了更好地了解和减轻宇航员因暴露于太空辐射而面临的健康风险,我们理想地需要能够在实验室条件下测试地球上的银河宇宙射线(GCRs)的影响。2020年5月19日,美国国家航空航天局兰利研究中心的Lisa Simonsen和她的同事在开放获取期刊《公共科学图书馆·生物学报》上发表了一篇文章,描述了美国国家航空航天局如何在位于布鲁克海文国家实验室的美国国家航空航天局空间辐射实验室(NSRL)开发了一个地面GCR模拟器。

银河宇宙射线由高能质子、氦离子以及从锂到铁的高电荷和高能离子组成,它们极难被阻挡。这些离子与航天器材料和人体组织相互作用,形成一个由初级粒子和次级粒子组成的复杂混合场。

这些重离子和离子混合物的生物学效应尚不清楚。NSRL利用最近开发的快速光束切换和控制系统技术,展示了在短时间内在多个离子-能量光束组合之间快速和重复切换的能力,同时精确控制较重的离子提供的极低的每日剂量。

作者描述了该模拟器的开发过程,以平衡与任务相关的辐射环境的定义、设施限制和波束选择、所需的硬件和软件升级,以及动物护理和处理方面的限制。

2018年6月,33个独特的离子-能量束组合以快速顺序(低于75分钟)交付,累积模拟了深空任务中屏蔽宇航员所经历的GCR环境。接下来的10月,在4周的时间里,将急性和高度分离的GCR模拟剂量提供给3个动物模型系统,以研究混合场质量和剂量率对放射性致癌、心血管疾病风险的影响,以及对中枢神经系统的不良影响。

在过去的30年里,大多数关于理解空间辐射引起的健康风险的研究都是使用单能量单离子束的急性照射进行的。现在,一个混合的离子场可以在同一群动物中被共同研究,从而大大减少了动物的数量、饲养和研究成本。这一成就标志着一个重要的进步,并使放射生物学研究的新时代加快我们对宇航员在长期探索任务或火星星际旅行中面临的健康风险的理解和缓解。

# # #

nasa首个地面银河宇宙射线模拟器:开创太空放射生物学研究新时代Lisa C. Simonsen, Tony C. Slaba, Peter Guida和Adam Rusek, 2020年5月19日,PLOS Biology。

DOI: 10.1371 / journal.pbio.3000669

资助:这项工作是根据NASA和能源部布鲁克海文国家实验室(DOE Brookhaven National Laboratory)之间的NNJ12HA64I和NNJ16HP161协议执行的。资助者没有参与研究设计、数据收集和分析、决定出版或准备手稿。