StemRad背心在月球测试中将宇航员辐射剂量降低60%

一项于2026年8月13日发表在《科学进展》上的研究显示，在NASA无人驾驶的Artemis I任务中，一件随飞船往返月球的穿戴式防辐射背心，在太阳风暴期间可将宇航员的辐射剂量降低高达60%。这款名为AstroRad的背心由以色列-美国初创公司StemRad与洛克希德·马丁公司合作开发，其防护效果与猎户座飞船的厚重屏蔽舱内避难所相当，但不会将宇航员限制在狭小空间内。

太阳风暴（例如1972年8月发生在阿波罗16号和17号之间的那次）会释放出强烈的质子爆发，足以增加癌症风险或引发辐射病。地球的大气层和磁场能吸收这些辐射，但前往月球或火星的宇航员缺乏这种保护，而迄今为止建造的任何航天器都没有足够的屏蔽来阻挡它。这款背心通过保护宇航员而非整个航天器来解决这一问题，重点防护辐射敏感组织，如骨髓、乳房、胃、结肠和生殖器官。

背心的设计采用高密度聚乙烯（HDPE），这种塑料按质量计比水含有更多的氢，因此是有效的屏蔽材料。为了保持灵活性，工程师将HDPE分解成数千根六角形棒，长度从9毫米到60毫米不等，夹在弹性织物层之间。棒的长度是根据Bethe-Bloch公式计算的，该公式描述了带电粒子在物质中损失能量的方式。在Artemis I任务中，背心重26公斤，大约相当于一套中世纪板甲的全套重量。

由于Artemis I没有载人，背心由名为Zohar的躯干模型穿着，而另一个相同的模型Helga则未受保护。两者都装有数千个剂量计。由于飞行期间没有发生太阳风暴，记录到的大部分辐射来自地球内范艾伦带。团队将穿越该带作为替代，构建了蒙特卡洛模拟，其剂量计读数误差在5%以内。然后他们模拟了两场历史风暴：对于1972年8月的事件，背心将有效剂量降低了约60%；对于1989年10月的风暴（能量更高），降低了约40%。

在单次重大风暴期间穿着背心，可将宇航员的职业生涯延长约40至193天（相对于NASA的600毫西弗终身剂量限制），与猎户座的防辐射避难所相当，但允许移动。背心对银河宇宙射线几乎没有作用，这些射线以更高能量持续到达。StemRad已利用Artemis I数据将背心重量从26公斤减至16公斤，目标是打造一款更轻的版本，可在风暴高峰期连续穿着数天。该研究发表于http://dx.doi.org/10.1126/sciadv.adz1892。