När NASA: s nästa generations mänskliga rymdflygfordon Orion spränger på sin jungfru obemannade testflyg senare i år, kommer ett strålningsexperiment designat av högsta amerikanska gymnasieelever att sväva längre och spela en nyckelroll i att undersöka hur man bäst kan skydda hälsan för USA: s framtida astronauter när de vågar längre ut i djupa rymden än någonsin tidigare - förbi månen till asteroider, Mars och bortom!
Den studerande designade strålningsexperimentet var mittpunkten i en årslång konkurrensutveckling (EDC) -tävling sponsrad av NASA, Orion huvudentreprenör Lockheed Martin och National Institute of Aerospace och var öppen för gymnasieteam över hela USA.
Den vinnande experimentdesignen kom från ett fem-medlemmars team av gymnasieelever från Governor's School for Science and Technology i Hampton, Va. Tillkännagavs av NASA-administratör Charles Bolden vid öppningen av USAs Science and Engineering Festival 2014 som hölls i Washington , DC den 25 april.
Målet med EDC-tävlingen var att bygga och testa mönster för sköldar för att minimera strålningsexponering och skada människors hälsoeffekter inuti NASA: s nya Orion-rymdskepp som skulle planeras i bana under Exploration Flight Test-1 (EFT-1) sökvägsuppdrag i december 2014 Se foto av experimentdesign här.
Under EFT-1-flygningen kommer Orion att flyga genom det täta strålningsfältet som omger jorden i ett skyddande skal av elektriskt laddade joner - känd som Van Allen Belt - som börjar 600 mil över jorden.
Inga människor har flytt genom Van Allen Belt på mer än 40 år sedan Apollo-eran.
Team ARES från Hampton VA valdes från en grupp med fem finalistlag som tillkännagavs i mars 2014.
"Detta är en fantastisk dag för Team ARES - du har gjort ett anmärkningsvärt jobb," sa NASA-administratör Bolden.
”Jag vill verkligen gratulera alla våra finalister. Du är enastående exempel på kraften i amerikansk innovation. Din passion för upptäckt och de kreativa idéerna du har tagit fram har fått oss att tänka och har hjälpt oss att titta på ett mycket utmanande problem på vår väg till Mars. ”
Eftersom Orion EFT-1 kommer att klättra upp till en höjd av cirka 3600 miles, ger uppdraget forskare möjlighet att förstå hur man kan mildra nivån på strålningsexponering som astronautbesättningarna upplever som kommer att drivas till djupa rymdestinationer som börjar i slutet av detta årtionde.
Studentteamet använde ett simuleringsverktyg med namnet OLTARIS, on-line verktyget för bedömning av strålning i rymden, som används av forskare och ingenjörer från NASA för att studera effekterna av rymdstrålning på skärmande material, elektronik och biologiska system.
I samarbete med mentorer från NASA och Lockheed Martin byggde varje team prototyper och använde OLTARIS-programmet för att beräkna hur effektiv deras mönster - med flera material i olika tjocklekar - skyddade mot strålning i det nedre Van Allen-bältet.
”Experimentet är en Tesseract-design - något mindre strukturellt ljud än en sfär, eftersom spänningarna är belägna från kuben på phalangerna. Materialen och distributionen av materialen inuti tesserakten bestämdes genom forskning och simulering med hjälp av OLTARIS-programmet, ”berättade Lockheed Martin taleskvinna Allison Rakes till mig.
Studenterna genomförde forskning för att bestämma vilka material som var mest effektiva vid strålskärmning för att skydda en dosimeter inuti - ett instrument som används för att mäta strålningsexponering.
”De slutliga materialvalen och tjocklekarna är (från yttersta till innersta): Tantal (0,0762 cm / 0,030 tum), tenn (0,016 cm / 0,040 tum), zirkonium (0,0762 cm / 0,030 tum), aluminium ( 0,0762 cm / 0,030 tum) och polyeten (9,388 cm), enligt Rakes.
Vid slutet av EFT-1-flyget kommer eleverna att använda mätningen för att bestämma hur väl deras design skyddade dosmätaren.
Men först måste Team ARES göra sitt vinnande förslag redo för flygning. De kommer att arbeta med ett NASA- och Lockheed Martin-rymdskeppsintegrationsteam för att få den experimentella designen godkänd, monterad och installerad i Orions besättningsmodul.
Allt hårt arbete för studenterna kommer att betala sig i december när Lockheed Martin är värd för Team ARES vid Kennedy Space Center i Florida för att bevittna lyftningen av deras viktiga experiment inne i Orion ovanpå den mammala trippeltrumma Delta IV Heavy booster.
46 team från hela landet lade fram förslag om tekniska experiment till EDC som syftar till att stimulera studenter att arbeta med ett vetenskap, teknik, teknik och matematik (STEM) -projekt som hanterar en av de viktigaste farorna med människors rymdflukt - strålningsexponering.
"Utforskningsdesignutmaningen har redan nått 127 000 studenter världen över - engagerar dem i verkliga tekniska utmaningar och tänder deras fantasi om de oändliga möjligheterna till rymdupptäckt", säger Lockheed Martin, ordförande, VD och koncernchef Marillyn Hewson.
Den två-bana, fyra timmars EFT-1-flygningen kommer att lyfta rymdskeppet Orion och dess bifogade andra etapp till en orbital höjd på 3 600 mil, ungefär 15 gånger högre än International Space Station (ISS) - och längre än något mänskligt rymdskepp har reste på 40 år.
Håll ögonen öppna här för Ken: s fortsatta Orion, Orbital Sciences, SpaceX, kommersiella utrymmen, LADEE, Curiosity, Mars rover, MAVEN, MOM och fler planet- och mänskliga rymdflödesnyheter.
