RAMからCADへ：アルテミスIIによる宇宙飛行士の放射線モニタリングの進化

NASAのアルテミスIIミッションは、2026年4月10日に地球に帰還しました。これは、50年以上ぶりとなる人類初の有人月周回飛行でした。 ミッション中、各宇宙飛行士は、小型だが重要な技術、つまりMirionがNASAのジョンソン宇宙センターの宇宙放射線分析グループと共同で開発した乗員アクティブ線量計（CAD）を携帯しました。

宇宙飛行士のポケットに装着するこれらのデバイスは、ミッション計画担当者にとってこれまで決して詳細なレベルでアクセスできなかったものを収集しました。つまり、地球軌道から深宇宙空間に到達し、帰還するまでの旅を通じて乗員の個々の放射線被ばくに関する継続的なリアルタイムの洞察です。

アポロ時代の測定を超えて

放射線は、低地球軌道を越えた人類の宇宙飛行において、長い間、最大の未知数であり、かつリスクの一つでした。 以前のミッションは、個々の放射線モニタリングに放射線エリアモニタリング（RAM）の受動型線量計に依存していました。このため、ミッション全体にわたる累積被ばくとして、貴重なデータが得られました。 また、ミッション後の処理と読み出し、また、読み出しのための複雑な物流と分析チェーンを必要としました。

MIRION乗員アクティブ線量計は、宇宙飛行士のポケットに装着され、放射線被ばくの継続的なリアルタイム測定値を収集します。 実際の飛行ユニットが撮影されています。 クレジット：NASA

RAMからCADへの移行は、宇宙空間における放射線の理解方法に根本的な変化を意味します。 CADは、ミッション全体のために1回の線量を収集し、ミッション後に利用できるのではなく、時間分解データを提供します。 この機能は、宇宙船の位置、放射線シールド、宇宙気象条件に基づいて、放射線レベルがどのように変化するかを示す、継続的な情報の流れを提供します。

この区別は、非常に重要です。 アルテミスIIのようなミッションでは、宇宙飛行士が地球の保護的な磁気圏を越えて移動します。放射線被ばくは、静的なものではありません。 CADにより、NASAはこれらの変化が起こるときに観察し、宇宙飛行士が経験する環境のより完全な像を作成できます。

Deep Space向けに再構築されたInstadose技術

CADの核となる部分は、MirionのInstadosewireless ワイヤレス線量測定技術です。この技術は、地球の医療および職業環境で広く使用されており、宇宙の過酷な条件に適合しています。

臨床および職業環境で使用するためにMirion Dosimetry Servicesが開発したワイヤレス線量測定技術は、宇宙旅行の厳しい要求に適合するように改良されました。

この技術を際立たせるのは、パッシブな測定からアクティブなオンデマンドのモニタリングへの移行です。

CADにより、宇宙飛行士とミッションコントロールは、ミッション後に被ばくを分析するために待機する必要がなくなります。 代わりに、即時データにアクセスして乗員の個々の被ばくを理解し、太陽光イベントへの対応を含む、リアルタイムで運用上の意思決定に役立てます。

リアルタイムで宇宙放射線環境を理解する

CADは、銀河宇宙線や、バンアレンベルトの通過や太陽粒子事象などの局所的な現象を含む放射線源をより正確に区別することもできます。

アルテミスIIにとって、これは、このミッションが放射線を測定するだけでなく、月、火星、その他への将来の有人ミッションを導くモデルを改良するものである。

これが有人宇宙飛行の未来にとって重要な理由

アルテミスIIは、長期的な探査ミッションを支援する技術の実証場として機能しました。

放射線は、人類が宇宙をどのくらい遠くに、どのくらいの期間移動できるかを左右する重要な制約です。 CADは、リアルタイムの個別化された被ばくデータを提供することで、不確実な危険からの放射線を、測定可能で管理可能なリスクに変えることができます。

その影響は、宇宙空間を越えて広がります。 同じ基盤技術が、すでに医療や他の業界における放射線モニタリングに影響を及ぼし、宇宙探査のために開発されたイノベーションが地球上の生命にどのように恩恵をもたらすかを実証しています。

Mirionの会長兼CEOのThomas Logan氏は次のように述べています。「宇宙飛行の要求を満たすために当社が開発した技術は、多くの場合、医療、環境試験、地球上の研究などの他の用途における放射線安全と測定へのアプローチ方法を教えてくれます。」 「CADは、宇宙探査技術のコラボレーションが放射線安全のより幅広い進歩を推進する方法を示す強力な例です。」

ミッションクリティカルな影響を与える小型デバイス

Artemis IIは、その旅を終え、乗員が装着したCADに、単なるデータ以上のものが返還されました。 彼らは、深宇宙空間で放射線がどのように振る舞うか、人間がその環境とどのように相互作用するか、将来のミッションをより安全に設計できるか、に関する洞察を提供しています。

人類を月に帰還させ、最終的に火星に送り込むための取り組みにおいて、最も大きな変化をもたらすのは、多くの場合、最小限の技術です。

Mirionの技術が宇宙探査をどのようにサポートしているかについては、こちらをご覧ください。

参考文献

• ScienceDirect、「宇宙空間での時間分解個人線量測定の重要性：ISS乗員アクティブ線量計」 https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2214552423000627#sec0016 
• NASA、「なぜ宇宙放射線が重要なのか」 https://www.nasa.gov/missions/analog-field-testing/why-space-radiation-matters/