Particolari manichini su ISS studiano gli effetti delle radiazioni cosmiche

In considerazione delle  missioni spaziali attuali su ISS e future che prevedono il ritorno sulla Luna, costruzione di basi lunari e successiva missione su Marte, si è posta particolare attenzione allo studio delle conseguenze che le radiazioni cosmiche possono avere sull’organismo umano.

La classe di radiazioni più pericolose sono i Raggi Cosmici Galattici (GCR); nuclei nudi, alcuni del peso del ferro, che viaggiano a velocità relativistica.
A causa della loro massa, della carica elettrica positiva e della velocità le particelle GCR oltrepassano le tradizionali schermature per le radiazioni e colpiscono il corpo dell’astronauta.

Riuscire a comprendere il pericolo non è così semplice così come conoscere l’esatta quantità di radiazione presente nello spazio.
Ciò che è realmente importante è poter conoscere la dose di radiazioni che effettivamente colpiscono gli organi vitali di una persona.
Per raggiungere questi organi, le particelle devono prima attraversare le pareti del veicolo spaziale, la tuta spaziale, o l’abbigliamento da lavoro, la pelle e gli altri tessuti del corpo. Talvolta queste barriere possono rallentare o fermare una GCR. A volte la collisione tra una barriera e le particelle che compongono la radiazione produrrà una pioggia di nuove radiazioni chiamate “radiazioni secondarie".

Gli scienziati possono stimare questa dose di radiazioni utilizzando modelli di computer, ma un modello matematico deve sempre essere confrontato col dato reale.
Per poter superare quest’ostacolo oltre che dotare le tute degli astronauti e le pareti di ISS di radiodosimetri sono stati inviati a bordo della Stazione Spaziale due particolari strumenti uno della NASA: Fred, l’altro ESA: Matroshka.

Entrambi sono manichini a forma di tronco umano, avvolti in bende tipo mummia e per questo chiamati confidenzialmente “Phantom Torso”.
Questi sono strumenti molto sofisticati, realizzati in uno speciale materiale plastico che riproduce la densità del corpo umano, e costituiti da 35 sezioni trasversali un pollice ciascuna; come le sezioni che si ottengono da una TAC o da una Risonanza Magnetica.
In questi strati sono amalgamati un totale di 416 dosimetri costituiti da cristalli di litio, ciascuno dei quali misura la dose di radiazioni accumulate in un punto preciso del corpo.
Fred e Matroshka concentrano i loro dosimetri in corrispondenza degli organi vitali come cervello, tiroide, cuore, colon, stomaco.
Questi sensori trasmettono i dati in tempo reale cosi che si crei un registro di come la dose di radiazioni cambi da momento in momento.

I dati di Matroshka sono stati raccolti per quattro mesi sulla Stazione Spaziale Internazionale; rientrato a terra i dati preliminari hanno fornito una piacevole sorpresa: i valori ottenuti da modelli matematici si discosano del 10% dai valori rilevati dallo speciale manichino.

L’evoluzione di questi studi permetterà di progettare al meglio le nuove “Spacesuit” per le prossime missioni e i modi per riparare i componenti della ISS nei mesi di permanenza nello spazio.