Passive Radiation Shielding for a Lunar Habitable Mobile Module

L'odierno interesse da parte delle Agenzie Spaziali Internazionali è quello di pianificare missioni con equipaggio di lunga durata e verso destinazioni sempre più lontane. Il contesto di tali missioni porta con sè un alto rischio associato all'esposizione da parte dell'equipaggio a elevate dosi di radiazioni provenienti dallo spazio. Per questo motivo è di fondamentale importanza il design di una protezione da radiazioni adeguata a garantire la sicurezza degli astronauti. La tesi presentata propone uno studio preliminare del design di protezioni passive per radiazioni spaziali per il Lunar Architecture Design Exploration (LADE), un progetto che prevede l'utilizzo di habitat mobili multipli per l'esplorazione dell'ambiente lunare. Prima di tutto, verrà descritto il contesto e la struttura della missione del progetto LADE, passando poi ai sottosistemi principali previsti nell suo utilizzo nominale, ottenendo così i parametri principali per le successive valutazioni. Segue poi la definizione dell'ambiente spaziale che caratterizza la missione dando particolare enfasi all'aspetto delle radiazioni ionizzanti, come i Solar Particle Events (SPEs), i Galactic Cosmic Rays (GCRs) e le Secondary Particles. Nel capitolo 4 si descrive la protezione passiva per la protezione dalle radiazioni in termini di materiali e tecniche utilizzati, e vengono definiti i parametri di radiazione utilizzati per la caratterizzazione del tipo di particelle ionizzanti presenti e dell'interazione fra tali particelle e la materia, come il flusso, la dose assorbita, la Linear Energy Transfer (LET). Il capitolo 5 è dedicato alla valutazione delle protezioni necessarie. Viene svolta una iniziale definizione dell'architettura interna del modulo LADE utilizzato come riparo dalle radiazioni, per poi passare a una valutazione del rischio per gli astronauti e all'analisi di possibili soluzioni per proteggere l'equipaggio attraverso l'utilizzo di polietilene e acqua. Viene poi effettuata la scelta della soluzione più adeguata attraverso un'analisi di trade-off. I risultati ottenuti rappresentano un risultato iniziale, sul quale sarà possibile ottenere miglioramenti con analisi di ottimizzazioni in fasi di progetto più avanzate.