عندما ينطلق الجيل القادم من مركبة الفضاء البشرية أوريون أوريون على رحلتها التجريبية غير المأهولة الأولى في وقت لاحق من هذا العام ، سترتفع تجربة الإشعاع التي صممها طلاب المدارس الثانوية الأمريكية وستلعب دورًا رئيسيًا في التحقيق في أفضل السبل لحماية صحة رواد الفضاء الأمريكيين في المستقبل لأنهم يغامرون بالمغامرة في الفضاء السحيق أكثر من أي وقت مضى - بعد القمر إلى الكويكبات والمريخ وما بعدها!
كانت تجربة الإشعاع التي صممها الطالب هي محور مسابقة تحدي تصميم الاستكشاف (EDC) التي استمرت لمدة عام برعاية وكالة ناسا ، والمقاول الرئيسي لشركة Orion Lockheed Martin والمعهد الوطني للفضاء ، وكانت مفتوحة لفرق المدارس الثانوية في جميع أنحاء الولايات المتحدة.
جاء تصميم التجربة الفائزة من فريق مكون من خمسة أعضاء من طلاب المدارس الثانوية من مدرسة الحاكم للعلوم والتكنولوجيا في هامبتون ، فيرجينيا ، وأعلنه مدير وكالة ناسا تشارلز بولدن في افتتاح مهرجان العلوم والهندسة في الولايات المتحدة الأمريكية 2014 الذي عقد في واشنطن. العاصمة يوم 25 أبريل.
كان الهدف من مسابقة EDC هو بناء واختبار التصميمات للدروع لتقليل التعرض للإشعاع والتأثيرات الضارة بصحة الإنسان داخل المركبة الفضائية Orion الجديدة التابعة لناسا والمقرر إطلاقها في المدار خلال مهمة استكشاف مسار الاستكشاف -1 (EFT-1) في ديسمبر 2014 انظر صورة تصميم التجربة هنا.
خلال رحلة EFT-1 ، سيطير أوريون عبر مجال الإشعاع الكثيف الذي يحيط بالأرض في غلاف واقي من الأيونات المشحونة كهربائيًا - المعروفة باسم حزام فان ألين - الذي يبدأ 600 ميل فوق الأرض.
لم يسافر أي شخص عبر حزام Van Allen Belt منذ أكثر من 40 عامًا منذ عصر أبولو.
تم اختيار فريق ARES من Hampton VA من مجموعة من خمسة فرق نهائية تم الإعلان عنها في مارس 2014.
قال بولدن مدير ناسا: "هذا يوم عظيم لفريق آريس - لقد قمت بعمل رائع".
"أريد حقًا أن أهنئ جميع المتأهلين للتصفيات النهائية. أنت أمثلة بارزة على قوة الابتكار الأمريكي. إن شغفك بالاكتشاف والأفكار الإبداعية التي قدمتها جعلتنا نفكر وساعدتنا في إلقاء نظرة جديدة على مشكلة صعبة للغاية في طريقنا إلى المريخ ".
نظرًا لأن Orion EFT-1 سوف يصعد إلى ارتفاع يبلغ حوالي 3600 ميل ، فإن المهمة تقدم للعلماء الفرصة لفهم كيفية التخفيف من مستوى التعرض للإشعاع الذي يعاني منه طاقم رواد الفضاء الذين سيتم دفعهم إلى وجهات الفضاء العميق بدءًا من نهاية هذا عقد.
استخدمت فرق الطلاب أداة محاكاة تسمى OLTARIS ، وهي أداة على الإنترنت لتقييم الإشعاع في الفضاء ، يستخدمها علماء ومهندسو وكالة ناسا لدراسة آثار الإشعاع الفضائي على مواد الحماية والإلكترونيات والأنظمة البيولوجية.
من خلال العمل مع مرشدين من وكالة ناسا ولوكهيد مارتن ، قام كل فريق ببناء نماذج أولية واستخدموا برنامج OLTARIS لحساب مدى فعالية تصاميمهم - باستخدام العديد من المواد بسماكات متفاوتة - في الحماية من الإشعاع في حزام Van Allen السفلي.
"التجربة عبارة عن تصميم Tesseract - أقل بنية هيكلية بشكل طفيف من المجال ، حيث تقع الضغوط بعيدًا عن المكعب على الكتائب. أخبرتني أليسون راكس المتحدثة باسم لوكهيد مارتن المواد وتوزيع المواد داخل التسراكت من خلال البحث والمحاكاة باستخدام برنامج OLTARIS.
أجرى الطلاب بحثًا لتحديد المواد الأكثر فاعلية في الحماية من الإشعاع لحماية مقياس الجرعات الموجود في الداخل - أداة تستخدم لقياس التعرض للإشعاع.
"الخيارات النهائية وسمك المواد (من الخارج إلى الأعمق): التنتالوم (.0762 سم / .030 بوصة) ، القصدير (.016 سم / .040 بوصة) ، الزركونيوم (.0762 سم / .030 بوصة) ، الألومنيوم ( .0762 سم / .030 بوصة) ، والبولي إيثيلين (9.398 سم / 3.70 بوصة) ، "وفقًا لشركة Rakes.
في ختام رحلة EFT-1 ، سيستخدم الطلاب القياس لتحديد مدى حماية تصميمهم لمقياس الجرعات.
ولكن يحتاج فريق ARES الأول إلى إعداد عرض الفوز الخاص به جاهزًا للرحلة. سيعملون مع فريق تكامل المركبات الفضائية في وكالة ناسا ولوكهيد مارتن للحصول على التصميم التجريبي الذي تمت الموافقة عليه وتجميعه وتثبيته في وحدة طاقم Orion.
سيؤتي ثمار جميع الطلاب الشاقين في ديسمبر هذا العام عندما تستضيف Lockheed Martin فريق ARES في مركز كنيدي للفضاء في فلوريدا ليشهدوا انطلاق تجربتهم المهمة داخل Orion على قمة الداعم الثقيل ثلاثي الأبعاد من نوع Delta IV.
قدم 46 فريقًا من جميع أنحاء البلاد مقترحات تجارب هندسية إلى EDC تهدف إلى تحفيز الطلاب على العمل في مشروع العلوم والتكنولوجيا والهندسة والرياضيات (STEM) الذي يعالج أحد أهم مخاطر رحلة الإنسان إلى الفضاء - التعرض للإشعاع.
قال لوكهيد مارتن ، رئيس مجلس الإدارة والرئيس التنفيذي لشركة ماريللين هيوسون: "لقد وصل تحدي تصميم الاستكشاف بالفعل إلى 127000 طالب حول العالم - من خلال إشراكهم في تحديات الهندسة الواقعية وإشعال خيالهم حول الاحتمالات التي لا نهاية لها لاكتشاف الفضاء".
سترفع الرحلة EFT-1 التي تدور في مدارين والتي تستغرق أربع ساعات المركبة الفضائية Orion والمرحلة الثانية المرفقة بها إلى ارتفاع مداري يبلغ 3،600 ميل ، أي حوالي 15 مرة أعلى من محطة الفضاء الدولية (ISS) - وأبعد من أي مركبة فضائية بشرية رحل في 40 سنة.
ترقبوا هنا من أجل كين المستمر Orion و Orbital Sciences و SpaceX والمساحات التجارية و LADEE و Curiosity و Mars rover و MAVEN و MOM والمزيد من أخبار الرحلات الفضائية الكوكبية والبشرية.
