In un veicolo spaziale, al fine di proteggere sia l'equipaggio che l'elettronica dalle radiazioni, è obbligatorio investire in sistemi di monitoraggio delle radiazioni efficaci. La Stazione Spaziale Internazionale (ISS), proprio come il Large Hadron Collider al CERN, è un ambiente di radiazioni complesso, che richiede dispositivi di dosimetria su misura. Le tecnologie basate su fibre ottiche possono fornire misurazioni della dose di radiazioni sia distribuite che puntuali con elevata precisione.
Il 18 agosto scorso, l'astronauta dell'ESA Thomas Pesquet ha attivato l'esperimento Lumina all'interno della ISS, come parte della missione ALPHA. Sviluppato sotto il coordinamento dell'Agenzia spaziale francese, del CNES e con il coinvolgimento del CERN, del Laboratoire Hubert Curien dell'Université Jean-Monnet-Saint-Étienne e di iXblue, questo progetto utilizza due fibre ottiche lunghe diversi chilometri come dosimetri attivi per misurare le radiazioni ionizzanti nella ISS con sensibilità molto elevata.
Diego Di Francesca, responsabile del progetto di fibrodosimetria nel team, ha descritto in dettaglio come funziona il dosimetro: "Utilizzando un canale di controllo di riferimento, l'attenuazione indotta dalla radiazione di alcune speciali fibre ottiche può essere misurata con precisione e messa in relazione con la dose ionizzante totale. La sensibilità del dispositivo è per lo più governata dalla lunghezza della fibra. A seconda del design del dosimetro, più lungo è il dosimetro in fibra ottica, più è sensibile".
Al fine di prevenire danni indotti dalle radiazioni all'elettronica all'interno degli acceleratori, il CERN lavora da sei anni con sensori di radiazione basati su fibre ottiche. Sulla base di questa esperienza ha dato un contributo tecnico a Lumina, aiutando con l'analisi teorica dell'architettura ottimizzata dei dosimetri e eseguendo i test di irradiazione a basse e alte dosi necessari per calibrare lo strumento. Una volta che l'esperimento sarà completamente installato da Thomas Pesquet, il CERN contribuirà anche all'analisi dei dati di terra e di volo dell'esperimento durante i suoi da uno a cinque anni di funzionamento.