宇宙射线由高能质子、氦离子、以及元素周期表中从锂到铁的各种物质中衍生出来的高电荷和高能量离子混合组成，非常难以屏蔽。这些射线与航天器材料和航天员身体组织碰撞时，会产生各种各样的粒子，从而形成一个复杂的主要和次要粒子场，科学家担心长时间暴露在宇宙射线下会损害心血管系统并导致神经系统紊乱，但科学家对这些重离子和离子混合物的生物学效应知之甚少。
为了保证航天员和深空任务的安全，NASA需要更好地了解包括宇宙射线在内的各种空间辐射对健康的危害，理想的情况是能够在地面实验室条件下检测宇宙射线影响。科学家一直在尝试在实验室研究宇宙射线，但都是复制在太空中发现的辐射，面临的问题之一是目前的束流技术难以产生宇宙射线特有的粒子多样性。
NASA兰利研究中心近期研究了一种在实验室产生真实的宇宙射线的方法，研究人员利用快速束流切换和升级的控制系统技术，能够在短时间内快速、反复地进行多种离子能量束的组合切换，同时精确地控制重离子所传送的极少量的日剂量。科学家们已经开始将动物模型暴露在模拟的银河宇宙辐射场中，希望能够确定这些高能粒子对器官组织的影响，并测算出癌症、心血管疾病和神经系统紊乱的风险。
研究人员在一份向媒体发布的新闻稿中说：“这一成就标志着放射生物学研究进入了一个新时代，它将加速我们对航天员在长期探索任务或向火星的星际旅行中面临的健康风险的了解和风险减缓措施的提出。”（武艳萍）
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