האפוד הישראלי שיכול להפחית עד 60% מהקרינה
חקר חדש ב־Science Advances מצא כי אפוד AstroRad של חברת StemRad הישראלית עשוי להפחית ב־40%–60% את החשיפה לקרינה באירועי חלקיקי שמש משמעותיים. הממצאים, שהתבססו על ניסוי במשימת Artemis I של נאס״א, מחזקים את הפוטנציאל של מיגון ישראלי למשימות מאוישות עתידיות בחלל העמוק.
הפיתוח הישראלי שעשוי להפחית משמעותית את חשיפת האסטרונאוטים לקרינה בדרך לירח ולמאדים
מאמר מדעי שמתפרסם הערב על שערו הירחון היוקרתי Science Advances מציג כי אפוד AstroRad שפיתחה StemRad הישראלית ונבחן במשימת Artemis I של נאס״א, עשוי להפחית את הקרינה מאירועי חלקיקי שמש משמעותיים בכ־40% עד 60%, בהתאם לאופי האירוע ובתוך תא הצוות של חללית Orion. שרת החדשנות, המדע והטכנולוגיה גילה גמליאל: "תוצאות המחקר המתפרסם היום מאששות את מעמדה האיתן של תעשיית החלל הישראלית בחזית החדשנות והמדע העולמי"
מחקר חדש שהתפרסם בשעה האחרונה על שערו של כתב העת המדעי Science Advances מציג ממצאים מניסוי MARE (Matroshka AstroRad Radiation Experiment) - שבחן לראשונה בחלל העמוק אמצעי מיגון לביש וממוקד מפני קרינה. הניסוי בוצע במשימת Artemis I של נאס״א, בשיתוף המרכז הגרמני לחקר האוויר והחלל DLR, נאס״א, סוכנות החלל הישראלית במשרד החדשנות, המדע והטכנולוגיה וחברת StemRad הישראלית ושותפים נוספים.
במרכז המחקר עומד אפודAstroRad שפיתחה החברה הישראלית - .StemRad על פי התוצאות, המבוססות על מודל שאומת מול נתוני המשימה, האפוד עשוי להפחית באופן משמעותי את המנה האפקטיבית שיקבלו אנשי צוות בעת אירועי חלקיקי שמש משמעותיים. הממצאים מוסיפים נדבך חשוב לידע הדרוש לשמירה על בריאות צוותים במשימות מאוישות לירח, ובהמשך גם למשימות חלל עמוקות יותר.
שרת החדשנות, המדע והטכנולוגיה גילה גמליאל: "תוצאות המחקר המתפרסם היום מבטאות את יכולתה של ישראל לתרום למחקר החלל העולמי באמצעות חדשנות מדעית וטכנולוגית בעלת משמעות אנושית. השתתפותה של ישראל בניסוי MARE לצד נאס״א DLR ושותפים בינלאומיים נוספים מחזקת את מעמדה בקהילת החלל ואת הערך של שיתופי פעולה ארוכי טווח. אנו שואפים שפיתוחים ישראליים ימשיכו להיבחן ולהשתלב במשימות המתקדמות של תוכנית ארטמיס, בהתאם לדרישות המדעיות, ההנדסיות והבטיחותיות של כל משימה."
קרינת חלל היא מן האתגרים הבריאותיים המרכזיים במשימות שמעבר למסלול נמוך סביב כדור הארץ. מחוץ להגנת השדה המגנטי של כדור הארץ, צוותים חשופים לרמות קרינה גבוהות יותר; אירועי חלקיקי שמש, שבמהלכם נפלטים חלקיקים אנרגטיים בפרק זמן קצר, עשויים להציב סיכון מיוחד.
במשימת Artemis I שנמשכה 25.5 ימים בסוף 2022, טסו בחללית Orion שתי בובות־דמה: (הלגה) Helga ו־Zohar (זוהר) המדמות גוף של אישה בוגרת Zohar. לבשה את אפוד AstroRad ואילו Helga טסה ללא האפוד. בתוך הבובות ובסביבתן שולבו 34 מדדי קרינה פעילים: 16 של DLR ו־18 מדדי CAD של נאס״א, לצד אלפי מדדים פסיביים. בכך כלל הניסוי מדידות ייעודיות במודלי גוף נשיים מעבר למסלול נמוך סביב כדור הארץ - נתונים בעלי חשיבות למחקר הקרינה ולתכנון משימות מאוישות.
אפוד AstroRad תוכנן למגן באופן ממוקד על איברים ורקמות הרגישים במיוחד לקרינה, ובהם מח עצם אדום, ריאות, קיבה, מעי גס, שדיים ושחלות. ליבת המיגון עשויה פוליאתילן בצפיפות גבוהה (HDPE), חומר עתיר מימן. רכיבי המיגון ערוכים במבנה הקסגונלי מודולרי בעל עובי משנתנה בהתאם לרגישות הרקמה המוגנת. מבנה זה נועד לאזן בין הגנה, הפחתת משקל וניידות. האפוד שנבחן במשימה שקל כ־26 קילוגרם על פני כדור הארץ; נתון זה מתייחס לדגם שנבחן בניסוי ואינו מציג משקל של גרסה עתידית.
במהלך משימת Artemis I לא התרחשה סערת חלקיקי שמש משמעותית. לכן, הערכת ההגנה בתרחישי סערה נשענה על מודל Monte Carlo שאומת מול מדידות שנאספו במעבר בחגורת ואן אלן הפנימית. התאמת המודל לנתוני המשימה הייתה מצוינת, ולאחר האימות נעשה בו שימוש לבחינת תרחישים המבוססים על אירועי חלקיקי שמש היסטוריים.
בתרחיש דמוי אירוע אוגוסט 1972, על פי המודל שאומת מול נתוני המשימה, אפוד AstroRad עשוי להפחית את המנה האפקטיבית הכוללת מ־222.3 ל־87.5 מיליסיוורט - הפחתה של 60.7%. בתרחיש דמוי אוקטובר 1989, שבו ספקטרום החלקיקים היה אנרגטי וחדיר יותר, המודל חזה הפחתה מ־233.5 ל־143.6 מיליסיוורט - 38.5%. במודל גוף מלא נשי, התוצאות המקבילות היו 58.2% ו־36.9%, בהתאמה.
המסר המרכזי של המחקר הוא שמיגון לביש וממוקד עשוי להשלים מחסה קרינה בחללית: הוא עשוי לאפשר לאנשי צוות להישאר ניידים ולהמשיך בפעולות חיוניות בעת אירוע קרינה, לצד שימוש באמצעי מיגון סביבתיים. אין מדובר בתחליף לתכנון מיגון כולל של החללית, אלא ברכיב אפשרי במערך הגנה רב־שכבתי.
המחקר מעריך כי בתרחישים שנבדקו, ובהתאם לסוג האירוע ולשלב במחזור השמש, ההפחתה במנה עשויה לשמר שווי־ערך של כ־40 עד 193 ימי שהייה מותרים בחלל העמוק. מדובר בהערכה מודלית, ולא בהארכת משימה מובטחת. בנוסף, השוואה למיגון גוף מלא ואחיד באותה מסה העלתה יתרון לגישת המיגון הממוקדת: המחקר מצא שיפור של כ־30% בהפחתת המנה האפקטיבית לעומת חליפה אחידה שוות־מסה.
מבט קדימה - ניסויים ישראליים ב־Artemis III
ישראל ממשיכה לפעול לשילוב ניסויים ומטענים מדעיים במשימות ארטמיס עתידיות, ובהן Artemis III חברות וגופים ישראליים הגישו הצעות במסגרת הקול הקורא של סוכנות החלל הישראלית במשרד החדשנות, המדע והטכנולוגיה, וחלק מן ההצעות עברו את שלב הסינון הראשוני של נאס"א. מדובר בתהליך תחרותי ומדורג, שנועד לזהות מיזמים בעלי פוטנציאל מדעי וטכנולוגי רלוונטי. הבחירה הסופית במטענים ושיבוץ הטיסות נתונים להחלטת נאס״א, בהתבסס על בשלות טכנולוגית, התאמה מדעית, דרישות בטיחות ולוח הזמנים של תוכנית ארטמיס.
רן לבנה, מנהל סוכנות החלל הישראלית: "ניסוי MARE מסמן מעבר חשוב ממדידה של סביבת הקרינה בחלל להערכת אמצעי־נגד מעשיים שניתן לבחון בתנאי משימה. הנתונים שנאספו ב־ Artemis I והמודל שאומת מולם מאפשרים להעריך באופן מבוסס יותר את תרומתו האפשרית של מיגון אישי למשימות ירח ומאדים. שיתופי הפעולה הבינלאומיים בניסוי מחברים יכולות מדעיות, הנדסיות וטכנולוגיות, ומאפשרים גם לישראל לתרום למחקר שיסייע בתכנון בטוח ואחראי יותר של משימות מאוישות לחלל העמוק."
ד"ר אורן מילשטיין מנכ"ל חברת StemRad: "ניסוי MARE היה מבחן מכונן עבור AstroRad בחלל העמוק ואבן דרך משמעותית עבור StemRad כולי תקווה ש־AstroRad יהפוך לתרומה ישראלית מתמשכת לתוכנית החלל המאוישת של נאס״א, בחסות סוכנות החלל הישראלית, ושבדומה לאופן שבו תרומת ה־Canadarm פתחה בפני קנדה הזדמנויות טיסה בחלל, גם AstroRad יסייע לסלול את הדרך להשתתפותם של אסטרונאוטים ישראלים נוספים במשימות עתידיות"
ניסויMARE הובל בידי המכון לרפואת חלל של DLR השותפים המרכזיים בו כללו את סוכנות החלל הישראלית, StemRad, נאס״א ,Lockheed Martin ושותפים מדעיים נוספים. Helga ו־ Zohar טסו לירח ובחזרה בחללית Orion במסגרתArtemis I, וסיפקו מערך נתונים ייחודי לבחינת קרינת חלל ואמצעי מיגון אפשריים.
