杜克大學與 NASA 新阿爾忒彌斯任務的連結:人體模式 Helga、Zohar

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NASA 的阿耳忒彌斯一號 任務於週三啟動,其「工作人員」包括 Helga 和 Zohar,這是與杜克大學合作設計的兩個人體模型。

這些模型被稱為“幻影”,由模仿人體骨骼、軟組織和器官的材料製成,它們將配備感測器,用於測量往返月球時的輻射暴露。 Paul Segars 和Ehsan Samei 都是杜克大學醫學院Carl E. Ravin 高級成像實驗室的研究人員,他們使用最初用於研究不同醫療程序、工具和技術如何精確影響整個人體器官的方法,幫助開發了這些模型。

「通常這些『幻影』是虛擬的,我們用它們來創造患者的化身。我們工作的目標是,您可以使用這些化身並透過電腦運行模擬臨床試驗,而不是對人類患者進行臨床試驗。 “透過這個項目,我們將這些虛擬化身製作成物理模型,專門研究輻射,這是它們第一次被發送到月球周圍。”

地球上的人們受到地球大氣層的保護,免受宇宙輻射的影響,但當太空人穿越太空時,他們卻不會得到這樣的保護。了解如何減輕這些宇宙射線的有害影響是前往火星等地方進行深空旅行的主要障礙之一,太空人將在火星等地方暴露在輻射下長達 36 個月。

Samei 說:“在計算患者或太空人的風險時,重要的不是所接受的總輻射劑量,而是大腦、心臟、肝臟和腎臟等單一器官所接受的劑量。” “每個器官對輻射的敏感性不同,我們的模型為我們提供了一種更好地了解這種風險的方法。”

在這個名為「Matroshka AstroRad 輻射實驗」(MARE)的計畫中,Segars 和 Samei 與 NASA、德國航空航天中心、以色列太空總署和 CIRS 的研究人員合作開發了 Helga 和 Zohar。杜克大學的研究人員開發了一種計算演算法來創建人體模型的內部解剖圖,然後將其用作精確放置數千個輻射感測器的指南。

Helga 和 Zohar 模型都類似於人類軀幹,它們包含專門模仿成年女性解剖結構的材料,因為子宮和乳房組織等女性器官對輻射特別敏感。當阿耳忒彌斯一號發射時,赫爾加將穿著普通衣服,而佐哈爾將穿上一件名為 AstroRad 的防輻射背心,由 StemRad 和洛克希德馬丁公司開發。

「這項研究將提供有關太空人在月球任務中可能遇到的輻射水平的寶貴數據,並評估防護背心的有效性,該防護背心可以讓太空人留在避難所並在太陽風暴的情況下繼續進行關鍵的任務活動,」 NASA在MARE的描述中說。

一旦他們的幻影返回地球,研究小組將測量感測器中收集的輻射,以確定安全背心的有效性。他們還將利用赫爾加的數據來專門計算太空人在不同的太空任務中可能面臨的輻射水平,無論是短暫的月球旅行還是火星的冒險。

薩梅說:“這是第一次有人能夠測量太空人面臨的輻射水平。” “阿爾忒彌斯一號將攜帶珍貴的貨物,我們從船員那裡獲得的信息將為我們提供未來安全太空探索所需的寶貴信息。”

杜克大學 照片

原文來源: WRAL 技術線

杜克普拉特工程學院