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L'un des défis auxquels sont confrontés les planificateurs des futures expéditions habitées dans l'espace est l'exposition des astronautes aux radiations spatiales. Si l'atmosphèreatmosphère terrestre et le champ magnétique qui entoure la Terre nous protègent, à l'extérieur de ces deux sphères, il n'en est rien. L'espace, aussi beau soit-il, n'en est pas moins potentiellement mortel pour l'Homme.
En prévision des futurs voyages vers les astéroïdes ou vers Mars et ses satellites, la Nasa met au point un instrument capable de détecter des neutrons, particules dangereuses pour les organismes vivants mais très difficiles à détecter.
Sur la Lune comme dans l’espace, les astronautes sont soumis aux sautes d’humeur du rayonnement spatial. © Nasa/Johnson Space Center
Un concept de détection innovant
Cet instrument, un spectromètre à neutrons (Advanced Neutron Spectrometer, ANS), est conçu pour mesurer le flux de neutrons. « L'ANS pourra être utilisé pour détecter les niveaux de rayonnement à l'intérieur des véhicules et des habitats spatiaux de façon à leur laisser du temps pour minimiser leur exposition », explique Mark Christl, le chef du projet au centre spatial Marshall de la Nasa.
Les neutrons ne sont pas simples à détecter, interagissant beaucoup moins que des particules chargées, comme des protons ou des électronsélectrons. De plus, il n'est pas facile de comptabiliser avec précision un impact neutronique en évitant des déclenchements en cascade qui fausseraient le nombre de détections.
Le principe de l'ANS est de commencer par ralentir les neutrons puis de les capturer dans des fibres de verre contenant un isotopeisotope du lithiumlithium. Avec cet atomeatome ayant une grande section efficace, il y a de bonnes chances qu'un neutron soit intercepté. Un flashflash lumineux, faible mais typique, est alors émis. Le spectromètre peut identifier cette lumièrelumière et ainsi incrémenter le compteur à neutrons.
Mark Christl et son équipe ont développé le prototype durant 11 mois. Leurs efforts se portent maintenant vers l'amélioration des performances de l'instrument et de ses capacités de détection des neutrons. Cet équipement est l'une des clés des voyages spatiaux au long courslong cours, car on ne connaît encore aucun moyen pour arrêter les flux de neutrons à l'échelle d'un vaisseau spatial ou d'un roverrover roulant sur Mars. Si un flux exceptionnel est repéré, alors les astronautes devront « minimiser leur exposition » comme le dit Mark Christl, par exemple en réduisant le nombre de sorties s'ils sont en train de visiter Mars.
