科學家們開發了歐洲首個能夠重現銀河宇宙射線的模擬器，這是深空旅行中最危險的輻射威脅之一。這個國際研究團隊在德國達姆施塔特的 GSI 赫爾莫茨重離子研究中心加速器設施的支持下建造了該系統。這一系統使研究人員能夠重建宇航員在地球磁場之外面對的輻射環境。科學家們的研究結果已在《生命科學空間研究》期刊上發表了兩篇論文。直到現在，歐洲尚未有可靠的方法在地球上重現銀河宇宙輻射。這個模擬器為科學家提供了一個受控的環境來研究這些風險。
宇航員在地球磁場之外的旅行中面臨著不斷的宇宙輻射暴露。深空任務的輻射水平遠高於低地球軌道的輻射。銀河宇宙射線起源於太陽系外。超新星等爆炸性宇宙事件加速這些粒子穿越銀河系。這些粒子主要由質子和氦核組成，還包括被稱為 HZE 粒子的重型高電荷高能粒子。科學家估計，質子每幾天就會穿過宇航員身體中的每個細胞，而氦核則每幾週穿過一次細胞。重型粒子大約每幾個月到達一次。輻射還會與航天器的屏蔽材料互動，這些互動會產生中子和碎片，進一步增加輻射暴露。
銀河宇宙射線對健康構成重大長期風險。它們可能增加癌症風險，損害細胞，並影響中樞神經系統。輻射還可能干擾航天器的電子設備。因此，了解這些危害對於未來的月球和火星任務至關重要。研究人員利用達姆施塔特的反質子和離子研究設施的加速器建造了這一模擬器。德國達姆施塔特技術大學的馬爾科·杜蘭特教授表示，直到目前，歐洲還沒有可靠的方法來模擬銀河宇宙射線。這就是為什麼我們的研究團隊在 ESA 合作夥伴的支持下開發了這個銀河宇宙射線模擬器，並作為 FAIR 第 0 階段實驗計劃在 GSI/FAIR 啟用。
這一系統使用 GSI 加速器產生的高能量離子束。研究人員以鐵離子束為起點，調整其能量，然後將其引導到特別設計的束調制器中。研究人員優化了這些調制器，以重建類似於深空的輻射條件。我們的結果顯示，這些數值與太空任務已知的數值相符。這種技術可用於生成一個混合輻射場，複製在輕度屏蔽的環境中（例如航天器）所面臨的銀河宇宙射線暴露。
模擬器為科學家們提供了另一個研究宇宙輻射的平台。迄今為止，唯一一個可比的系統位於美國布魯克海文國家實驗室，並得到 NASA 的支持。這兩個系統目前都能產生能量高達每個核子 1 吉電子伏特的離子束。GSI 生物物理部門的克里斯托夫·舒伊表示，未來我們希望將銀河宇宙射線模擬器提供給科學家們進行進一步的太空輻射研究。我們的成就體現了我們的信念，將宇宙帶入實驗室。
