p Cientistas da NASA que estudam a radiação de alta altitude publicaram recentemente novos resultados sobre os efeitos da radiação cósmica em nossa atmosfera. Sua pesquisa ajudará a melhorar o monitoramento de radiação em tempo real para tripulantes e passageiros da indústria de aviação que trabalham em ambientes com radiação potencialmente mais alta. p Imagine que você está sentado em um avião. Cruzando a estratosfera em 36, 000 pés, você está bem acima das nuvens e pássaros, e realmente, muito da atmosfera. Mas, apesar de sua aparência, esta região está longe de ser vazia.

p Logo acima de você, partículas de alta energia, chamados raios cósmicos, estão ampliando do espaço sideral. Essas partículas velozes colidem descontroladamente com as moléculas da atmosfera, causando uma reação em cadeia de decaimentos de partículas. Embora estejamos amplamente protegidos dessa radiação no solo, na fina atmosfera da estratosfera, essas partículas podem afetar humanos e eletrônicos.

p Lançado em setembro de 2015 perto de Fort Sumner, Novo México, Experimento de Dosimetria de Radiação da NASA, ou RaD-X, usou um balão gigante cheio de hélio para enviar instrumentos à estratosfera para medir a radiação cósmica vinda do sol e do espaço interestelar. Os resultados, apresentado em uma edição especial da Diário do Clima Espacial , mostram algumas das primeiras medições desse tipo em altitudes a partir de 26, 000 a mais de 120, 000 pés acima da Terra.

p "As medições, pela primeira vez, foram tiradas em sete altitudes diferentes, onde a física da dosimetria é muito diferente, "disse Chris Mertens, investigador principal da missão RaD-X no Langley Research Center da NASA em Hampton, Virgínia. "Tendo as medições nessas sete altitudes, somos realmente capazes de testar o quão bem nossos modelos capturam a física da radiação cósmica."

p A radiação cósmica é causada por partículas de alta energia que continuamente caem do espaço. A maioria dessas partículas energéticas vem de fora do sistema solar, embora o sol seja uma fonte importante durante as tempestades solares.

p Magnetosfera da Terra, que atua como um escudo magnético gigante, bloqueia a maior parte da radiação de chegar ao planeta. Partículas com energia suficiente, Contudo, pode penetrar na magnetosfera e na atmosfera da Terra, onde eles colidem com moléculas de nitrogênio e oxigênio. Essas colisões fazem com que as partículas de alta energia se decomponham em diferentes partículas por meio de processos conhecidos como cascatas nucleônicas e eletromagnéticas.

p Se você pudesse ver as partículas da janela do avião, você notaria que eles se agrupam em uma região acima do plano. A densidade da atmosfera faz com que a decadência ocorra predominantemente a uma altura de 60, 000 pés, que cria uma camada concentrada de partículas de radiação conhecida como máximo de Pfotzer.

p A radiação na atmosfera pode ser medida de duas maneiras - por quanto está presente ou por quanto pode danificar o tecido biológico. Este último é conhecido como equivalente de dose e é o padrão para quantificar os riscos à saúde. Essa quantidade é notoriamente difícil de medir, pois requer o conhecimento do tipo e da energia da partícula que depositou a radiação, não simplesmente quantas partículas existem.

p Essas partículas, tanto as partículas primárias de alta energia quanto as partículas secundárias de decaimento, pode ter efeitos adversos para a saúde em humanos. A radiação cósmica decompõe o DNA e produz radicais livres, que pode alterar as funções celulares.

p A missão RaD-X fez medições de alta altitude, alguns dos quais existiam anteriormente, para entender melhor como a radiação cósmica se move pela atmosfera da Terra. Medir a taxa de dose equivalente em uma faixa de altitudes, eles encontraram um aumento constante na taxa mais alta na atmosfera, um achado aparentemente contrário à concentração de partículas no máximo de Pfotzer. Isso pode ser explicado pela interação complexa de partículas primárias e secundárias nessas altitudes, como as partículas primárias encontradas mais acima têm um efeito muito mais prejudicial no tecido do que as partículas secundárias.

p Por causa do tempo que passam na atmosfera superior da Terra, As tripulações da indústria de aviação estão expostas a quase o dobro dos níveis de radiação dos indivíduos em solo. A exposição à radiação cósmica também é uma preocupação para a tripulação a bordo da Estação Espacial Internacional e para os futuros astronautas em viagem a Marte, que tem um ambiente de radiação semelhante à atmosfera superior da Terra. Aprender como proteger os humanos da exposição à radiação é um passo fundamental na futura exploração espacial.

p Os resultados do RaD-X serão usados ​​para melhorar os modelos de clima espacial, como o Nowcast de radiação ionizante atmosférica para segurança da aviação, ou NAIRAS, modelo, que prevê eventos de radiação. Essas previsões são usadas por pilotos comerciais para saber quando e onde os níveis de radiação não são seguros, permitir o redirecionamento de aeronaves na região afetada quando necessário.

p Embora voos de balão como o RaD-X sejam essenciais para modelar o ambiente de radiação, eles não podem fornecer monitoramento de radiação em tempo real, que o NAIRAS requer para a previsão. O programa Automated Radiation Measurements for Aerospace Safety da NASA trabalha em conjunto com o RaD-X para desenvolver e testar instrumentos que podem ser pilotados a bordo de aeronaves comerciais para monitoramento em tempo real em grandes altitudes.

p Atualmente, um instrumento chamado TEPC - abreviação de contador proporcional de equivalente de tecido - é o instrumento padrão para medir a radiação cósmica. Este instrumento é grande, caro e não pode ser construído comercialmente - tornando-o menos do que ideal para distribuição em grande escala.

p "Precisamos de pequenas, compactar, instrumentos baseados em estado sólido calibrados em relação ao TEPC que podem medir de forma confiável os equivalentes de dose e podem ser integrados em aeronaves de forma econômica e compacta, "Disse Mertens.

p A missão de vôo testou dois novos instrumentos - o detector RaySure e o detector TID Teledyne - na esperança de que possam ser instalados em aeronaves comerciais no futuro. Esses novos instrumentos oferecem a vantagem de serem compactos e de fácil produção. Durante o teste de missão RaD-X, ambos os instrumentos foram considerados candidatos promissores para o futuro em tempo real, monitoramento in situ.