นักวิจัยโปแลนด์เผยผลวัดรังสีคอสมิกใกล้ดวงจันทร์จากยาน Orion ภารกิจ Artemis I

ย้อนไปช่วงปลายเดือนพฤศจิกายนถึงต้นเดือนธันวาคม 2022 ตอนที่ยาน Orion ของภารกิจ Artemis I บินวนรอบดวงจันทร์แบบไม่มีคนขับ บนยานมีหุ่นจำลองมนุษย์ 2 ตัวที่ฝังคริสตัลตรวจรังสีไว้กว่า 10,000 ชิ้นเพื่อเก็บข้อมูลปริมาณรังสีคอสมิก

ในจำนวนนั้นมีคริสตัล lithium fluoride แบบเรืองแสงหลายสิบชิ้น ที่พัฒนาโดยสถาบัน IFJ PAN ของโปแลนด์ บวกกับเครื่องตรวจแบบ thermoluminescent อีกเกือบ 600 ชิ้นที่ทีมนี้จัดส่งไปด้วย ตอนนี้ทีมวิจัยเพิ่งเผยวิธีอ่านข้อมูลจากคริสตัลพวกนี้ในวารสาร Radiation Measurements

คริสตัลแบบนี้ทำงานแบบ passive เหมือนฟิล์มถ่ายรูป คือรังสีที่ผ่านตัวคริสตัลจะทิ้งรอยไว้ แล้วนักวิจัยต้องเอาไปส่องด้วยกล้องจุลทรรศน์ภายหลัง จุดเด่นคือไม่ต้องผ่านกระบวนการเคมีแบบเครื่องตรวจพลาสติกทั่วไป แค่ใช้กล้องจุลทรรศน์ฟลูออเรสเซนซ์ธรรมดาก็อ่านรอยได้แล้ว

แต่การแปลงรอยที่เห็นเป็นค่าปริมาณรังสีจริงไม่ง่าย เพราะรังสีคอสมิกมาจากทุกทิศทางและมีอนุภาคหลากหลายพลังงาน ทีมต้องพัฒนาวิธีคาลิเบรตขึ้นมาใหม่ ผลลัพธ์ที่ได้ต่างจากเครื่องตรวจแบบเดิมไม่เกิน 15% ในช่วงพลังงานที่วัดได้ซ้อนกัน และยังจับรอยอนุภาคที่พลังงานต่ำกว่าเกณฑ์ที่เครื่องตรวจแบบเก่าจับได้ด้วย

สิ่งที่น่าสนใจคือ Pawel Bilski ผู้ร่วมวิจัยบอกว่าในวงโคจรต่ำของโลก โปรตอนพลังงานต่ำจาก Van Allen belt เป็นตัวการหลักของปริมาณรังสีที่นักบินได้รับ แต่ใกล้ดวงจันทร์ไม่มี Van Allen belt เลย รังสีกาแลกติกที่พลังงานสูงมากจึงเป็นตัวหลักแทน ทำให้ปริมาณรังสีใกล้ดวงจันทร์สูงกว่าวงโคจรโลกต่ำจริง แต่ต่างกันน้อยกว่าที่คาดไว้ตามสัญชาตญาณ

คริสตัลรุ่นนี้พัฒนาที่ IFJ PAN มาสิบปีแล้ว จุดเด่นคือเล็กระดับมิลลิเมตร พกติดตัวง่าย ความละเอียดของรอยดีกว่าเครื่องตรวจพลาสติกแบบเดิม และถ้าเสริม lithium-6 เข้าไปยังใช้วัดปริมาณรังสีนิวตรอนได้อีกด้วย