Em uma espaçonave, a fim de proteger a tripulação e os componentes eletrônicos da radiação, é obrigatório investir em sistemas eficazes de monitoramento de radiação. A Estação Espacial Internacional (ISS), assim como o Grande Colisor de Hádrons no CERN, é um ambiente de radiação complexo que requer dispositivos de dosimetria sob medida. As tecnologias baseadas em fibra óptica podem fornecer medições de dose de radiação distribuída e pontual com alta precisão.

Em 18 de agosto, O astronauta da ESA Thomas Pesquet ativou a experiência Lumina dentro da ISS como parte da missão ALPHA. Desenvolvido sob a coordenação da Agência Espacial Francesa, CNES, e com o envolvimento do CERN, o Laboratoire Hubert Curien na Université Jean-Monnet-Saint-Étienne, e iXblue, este projeto usa duas fibras ópticas de vários quilômetros de comprimento como dosímetros ativos para medir a radiação ionizante na ISS com altíssima sensibilidade.

Daniel Ricci, líder da seção de Fibra Óptica do departamento de Engenharia do CERN, explica:"Quando exposto ao ambiente radiativo do espaço, as fibras ópticas experimentam uma perda parcial da potência transmitida, que chamamos de atenuação induzida por radiação. "Diego Di Francesca, líder do projeto de fibra-dosimetria na equipe, descreve em detalhes como o dosímetro funciona:"Usando um canal de controle de referência, a atenuação induzida por radiação de algumas fibras ópticas especiais pode ser medida com precisão e relacionada com a dose ionizante total. A sensibilidade do dispositivo é governada principalmente pelo comprimento da fibra. Dependendo do projeto do dosímetro, quanto mais comprido for o dosímetro de fibra óptica, quanto mais sensível for. "

A fim de evitar danos induzidos por radiação aos componentes eletrônicos dentro dos aceleradores, O CERN trabalha com sensores de radiação baseados em fibras ópticas há seis anos. Com base nessa experiência, O CERN deu uma contribuição técnica ao Lumina ajudando na análise teórica da arquitetura otimizada dos dosímetros e realizando os testes de irradiação de baixa e alta dose necessários para calibrar o instrumento. Assim que o experimento for totalmente instalado por Thomas Pesquet, O CERN também contribuirá para a análise dos dados de solo e de vôo do experimento durante seu período de um a cinco anos de operação.

"Um desafio do Lumina é ser sensível o suficiente para medir as variações de baixas taxas de radiação, considerando a blindagem fornecida pelo shell da ISS. A calibração realizada no CERN, em um modelo de referência terrestre, nos permitirá pós-processar as medições e nos conduzirá a resultados precisos, "explica Florence Clément, gerente de projeto do experimento Lumina no CNES / CADMOS. "Estamos convencidos de que a ISS é apenas um primeiro passo para dosímetros de fibra óptica à medida que nos aventuramos mais no espaço. À medida que nos afastamos da Terra, os níveis de radiação aumentam, e também a necessidade de monitoramento confiável da dose. "

Ao contribuir para este experimento, O CERN continua a demonstrar seu valor agregado para o setor espacial. “Esta experiência conjunta no espaço é um resultado importante do acordo-quadro de colaboração estabelecido entre o CERN e o CNES há alguns anos, com foco especial em questões de radiação, "destaca Enrico Chesta, Coordenador de Aplicações Aeroespaciais no grupo de Transferência de Conhecimento do CERN. "Para monitorar os danos da radiação aos componentes eletrônicos, O CERN desenvolveu instrumentos que também podem ser usados ​​em satélites. No campo dos testes de irradiação, nossas instalações técnicas exclusivas são capazes de reproduzir uma variedade de ambientes representativos das condições espaciais de radiação mais extremas. "