Aunque el mal tiempo y los problemas técnicos obligaron a la NASA a posponer sus intentos de lanzamiento de agosto y septiembre para Artemis I, una misión espacial sin tripulación que viajará alrededor de la luna y de regreso, la agencia espacial está mirando hacia una ventana de lanzamiento en la segunda quincena de noviembre de 2022. posiblemente el 16 de noviembre. El muy esperado vuelo espacial será el primero en probar la nueva nave espacial Orion junto con sus sistemas de cohetes y tierra.
La misión Artemis I es el primer paso en los planes de la NASA para llevar tripulaciones humanas para explorar más a fondo la superficie lunar y, finalmente, establecer un puesto de avanzada sostenible en la luna. El vuelo también contribuiría al trabajo preliminar requerido para una misión a Marte. Cuando despegue del Centro Espacial Kennedy en Florida, Artemis I llevará dos maniquíes amarrados a su módulo de tripulación. Los maniquíes son parte de un proyecto ayudado por un equipo de bioingenieros de la Universidad de Duke con el apoyo del Instituto Nacional de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería (NIBIB).
Representación de fantasmas a bordo de la misión Artemis I a la Luna y de regreso a la Tierra. Crédito: Imagen de NASA/Lockheed Martin/DLR
Entre los desafíos que enfrenta la exploración espacial humana se encuentra el riesgo para la salud que plantea la radiación cósmica. Los maniquíes, fantasmas físicos, fueron fabricados por un proveedor comercial y diseñados originalmente para su uso en pruebas de imágenes médicas o prácticas radiológicas. Para la misión espacial, cada fantasma estará equipado con sensores para medir la radiación acumulada en varias partes del cuerpo que los astronautas absorberían durante dicho vuelo espacial.
“Diversos fantasmas antropomórficos han sido herramientas críticas utilizadas para evaluar y afinar los escaneos médicos desde rayos X hasta TC. Estos fantasmas son particularmente importantes ya que representan la anatomía humana y, por lo tanto, el impacto de las imágenes de la manera más relevante”, dijo Behrouz Shabestari, Ph.D., NIBIB Director del Programa de Centros Nacionales de Tecnología y Director Interino de la División de Tecnologías Informáticas de la Salud.
“El equipo de la Universidad de Duke ha perfeccionado su experiencia en el modelado computacional y el estudio de la tolerancia humana a la dosis de radiación a partir de imágenes médicas y ahora ha destinado esta experiencia al análisis y estudio del programa espacial”.
Cada fantasma es una representación de la anatomía femenina. Los investigadores realizaron algunos experimentos de exposición a la radiación con un fantasma masculino previamente a bordo de la Estación Espacial Internacional. Cada fantasma está integrado con más de mil sensores de radiación que recopilarán lecturas para ubicaciones precisas de órganos, según el director del Centro de Pruebas de Imágenes Virtuales (CVIT) de la Universidad de Duke, Ehsan Samei, Ph.D., profesora distinguida de radiología Reed y Martha Rice de la Universidad de Duke. , Física Médica, Ingeniería Biomédica, Física e Ingeniería Eléctrica e Informática. Los investigadores de CVIT han desarrollado modelos de computación de humanos virtuales durante los últimos 19 años para la investigación de imágenes médicas.
Los modelos son realistas, dinámicos y diversos e incluyen anatomías detalladas de una gran cantidad de sujetos diferentes: pediátricos y adultos, embarazadas y no embarazadas. También incluyen movimientos cardíacos y respiratorios y pueden simular cualquier número de enfermedades. “Con suficiente realismo, puedes hacer experimentos médicos para averiguar si una intervención es eficaz o no probándola en un modelo computacional”, dijo Samei. Agregó que este experimento utiliza fantasmas femeninos porque la anatomía femenina es más sensible a la exposición a la radiación que la anatomía masculina y las estimaciones de exposición para la exposición a la radiación de los astronautas masculinos pueden extraerse de los datos del fantasma femenino.
Además de la NASA, los colaboradores del proyecto incluyen ingenieros del Centro Aeroespacial Alemán, la Agencia Espacial Israelí y CIRS. Durante el vuelo de prueba, los investigadores equiparon al fantasma llamado Zohar con un chaleco que será evaluado por su capacidad para proteger el cuerpo de la absorción de radiación. El otro fantasma, Helga, no estará rodeado por un escudo protector.
“Cuando estamos expuestos a la radiación, el daño se deposita directamente en los órganos, y diferentes órganos tienen diferentes niveles de radiosensibilidad”, dijo Samei. “Por ejemplo, el tejido mamario tiende a ser más radiosensible, mientras que los músculos no son tan radiosensibles. El cerebro es menos radiosensible que el corazón. Por eso es esencial para el estudio realizar un seguimiento de la radiación y en qué parte del cuerpo se deposita”. “
Helga y Zohar se fabrican específicamente para incluir solo definiciones para los pulmones y los huesos del cuerpo. El equipo de Duke creó un mapa interior para definir todo lo demás. Usaron los modelos virtuales desarrollados como parte de CVIT para averiguar dónde están todos los órganos, según Paul Segars, Ph.D., profesor asociado de radiología y director adjunto de CVIT.
“Tenemos un mapa GPS computacional que indica dónde está instalado cada sensor”, dijo Segars. “Nuestra definición virtual de los órganos proporciona el GPS, diciéndole la cantidad de sensores a medir para compensar la dosis del corazón o para obtener la dosis del páncreas”.
La NASA utilizará la información de la dosis de radiación para comprender mejor los riesgos que representan para los astronautas y para el diseño de posibles medidas de protección para vuelos espaciales o estancias prolongadas en la Luna.
La exposición a la radiación es un peligro que hay que afrontar en las misiones espaciales de larga duración. Una misión a Marte tomaría alrededor de 36 meses de ida y vuelta, según Samei. “Que tengamos tanta carga dando vueltas alrededor de la luna te dice qué problema importante es la exposición a la radiación”, dijo Samei. Los fantasmas de Zohar y Helga pesan tanto como los astronautas humanos. “La NASA recibirá la evaluación más definitiva de la dosis de radiación para los astronautas que jamás podamos obtener y que nunca podríamos obtener de los astronautas reales”.
El laboratorio CVIT de la Universidad de Duke es uno entre una red de Centros Nacionales de Imágenes Biomédicas y Bioingeniería apoyados por NIBIB. Los Centros crean tecnología y métodos críticos y únicos que se pueden aplicar a una variedad de investigaciones básicas, traslacionales y clínicas. El equipo de CVIT ha estado trabajando con fantasmas virtuales durante dos décadas y, más recientemente, se ha centrado en el diseño de mapas anatómicos para usar en los modelos de fantasmas.
Con información de Phys.org
