Uma disposição geométrica de pontas abre as portas à ciência extrema a nível nuclear. Esta configuração faz parte de um simulador de raios cósmicos galácticos no acelerador de partículas GSI em Darmstadt, na Alemanha.
Pela primeira vez na Europa, os investigadores estão a acelerar átomos carregados a cerca de 90% da velocidade da luz para recriar todo o espectro da radiação cósmica num dos aceleradores de partículas mais potentes do mundo. Uma rede de anéis e tubos com várias centenas de metros de comprimento pode fornecer feixes de iões de alta energia a 270.000 km/s.
A estrutura central deste novo dispositivo é uma combinação de moduladores planos (painéis planos para induzir a fragmentação do feixe primário) e moduladores complexos (um conjunto de pinos finos impressos em 3D para modular a velocidade dos fragmentos). A geometria, a composição e a espessura dos moduladores estão optimizadas para reproduzir na Terra o espectro dos raios cósmicos no espaço profundo.
No espaço exterior, partículas de alta energia provenientes de além do nosso Sistema Solar atingem todas as células do corpo de um astronauta. Conhecidas como raios cósmicos galácticos, estas partículas emanam de estrelas moribundas e representam sérios riscos para as missões à Lua ou a Marte.
O impacto pode danificar as nossas células e levar ao cancro, doenças cardiovasculares e perturbações do sistema nervoso central. Os componentes electrónicos a bordo de naves espaciais também correm risco. Não há como se esconder desta ameaça invisível, e a blindagem extra não é a solução. Quando os raios cósmicos atingem paredes metálicas, podem desencadear chuvas de partículas secundárias que podem ser ainda mais prejudiciais do que a radiação original. Compreender e mitigar o impacto biológico da radiação cósmica é essencial para uma presença humana sustentável no espaço.
A equipa de investigação do GSI, em colaboração com a ESA, utilizou o acelerador de alta energia para trazer o Universo para o laboratório. Ajustando os seus feixes com precisão, os cientistas geraram um campo de radiação mista que replicou o que os astronautas experimentariam dentro de uma nave espacial. A experiência permitiu aos investigadores medir as doses de radiação que afetam tanto o tecido humano como os componentes espaciais.
Os benefícios desta tecnologia vão para além da segurança dos astronautas. Este mesmo acelerador estará disponível para investigadores externos e poderá ser utilizado para terapia do cancro com partículas carregadas na Terra.
A ESA e a GSI oferecem aos estudantes uma visão aprofundada dos fundamentos da biofísica com iões pesados para aplicações terrestres e espaciais durante a Escola Anual de Radiação Espacial ESA-FAIR. A próxima edição terá lugar em Agosto de 2026 e as inscrições estão abertas até 12 de Abril.
Texto original: A cosmic ray simulator for extreme science on Earth
Texto e imagem: ESA
Tradução automática via Google
Edição: Rui Barbosa