Comparación de Dosis en Hábitats Lunares Ubicados en la Superficie y en Cráteres
Autores: Burahmah, Naser T.; Heilbronn, Lawrence H.
Idioma: Inglés
Editor: MDPI
Año: 2023
Acceso abierto
Artículo científico
2023
Comparación de Dosis en Hábitats Lunares Ubicados en la Superficie y en Cráteres
Categoría
Ingeniería y Tecnología
Subcategoría
Ingeniería Aeroespacial
Palabras clave
Humanidad
Exploración lunar
Entorno de radiación
Rayos cósmicos galácticos
Base lunar
Dosis equivalente efectiva
Licencia
CC BY-SA – Atribución – Compartir Igual
Consultas: 31
Citaciones: Sin citaciones
A medida que la humanidad se prepara para la exploración lunar prolongada, comprender el entorno de radiación en la Luna es importante para la seguridad de los astronautas. Este estudio utilizó el Sistema de Código de Transporte de Partículas e Iones Pesados (PHITS), un código de transporte de radiación basado en Monte Carlo estocástico, para simular el entorno de radiación dentro de un hábitat, centrándose en el impacto de los rayos cósmicos galácticos (GCR) que interactúan con el material lunar local y del hábitat, y para calcular la dosis equivalente efectiva. Colocar una base lunar en un cráter puede proporcionar protección adicional al reducir el flujo de GCR incidente en la base. Además, el campo de radiación secundaria creado por las interacciones de GCR puede ser alterado por las características topológicas locales. Se realizaron cálculos de transporte de GCR para una base hipotética en una superficie plana y en cráteres poco profundos y profundos para determinar la eficacia general en la reducción de dosis obtenida al colocar una base en un cráter de 100 m de diámetro. Nuestros hallazgos indican que la profundidad de los hábitats lunares influye significativamente en la dosis equivalente efectiva, siendo las ubicaciones más profundas las que ofrecen una protección sustancial. Específicamente, junto a una pared de cráter a una profundidad profunda (15 m), en condiciones de mínimo solar, la dosis total se redujo aproximadamente en un 44.9% en comparación con la dosis en la superficie. De manera similar, a una profundidad poco profunda (5 m), se observó una reducción de aproximadamente el 10.7%. A medida que aumentaba la profundidad del cráter, la contribución de neutrones a la dosis total también aumentaba. Comparar las dosis simuladas con los límites de exposición de por vida de la NASA proporciona información sobre la planificación de misiones y la seguridad de los astronautas, enfatizando la importancia de la colocación y el diseño estratégico del hábitat.
Descripción
A medida que la humanidad se prepara para la exploración lunar prolongada, comprender el entorno de radiación en la Luna es importante para la seguridad de los astronautas. Este estudio utilizó el Sistema de Código de Transporte de Partículas e Iones Pesados (PHITS), un código de transporte de radiación basado en Monte Carlo estocástico, para simular el entorno de radiación dentro de un hábitat, centrándose en el impacto de los rayos cósmicos galácticos (GCR) que interactúan con el material lunar local y del hábitat, y para calcular la dosis equivalente efectiva. Colocar una base lunar en un cráter puede proporcionar protección adicional al reducir el flujo de GCR incidente en la base. Además, el campo de radiación secundaria creado por las interacciones de GCR puede ser alterado por las características topológicas locales. Se realizaron cálculos de transporte de GCR para una base hipotética en una superficie plana y en cráteres poco profundos y profundos para determinar la eficacia general en la reducción de dosis obtenida al colocar una base en un cráter de 100 m de diámetro. Nuestros hallazgos indican que la profundidad de los hábitats lunares influye significativamente en la dosis equivalente efectiva, siendo las ubicaciones más profundas las que ofrecen una protección sustancial. Específicamente, junto a una pared de cráter a una profundidad profunda (15 m), en condiciones de mínimo solar, la dosis total se redujo aproximadamente en un 44.9% en comparación con la dosis en la superficie. De manera similar, a una profundidad poco profunda (5 m), se observó una reducción de aproximadamente el 10.7%. A medida que aumentaba la profundidad del cráter, la contribución de neutrones a la dosis total también aumentaba. Comparar las dosis simuladas con los límites de exposición de por vida de la NASA proporciona información sobre la planificación de misiones y la seguridad de los astronautas, enfatizando la importancia de la colocación y el diseño estratégico del hábitat.