Умјетничка илустрација електромагнетског штита који би могао заштитити астронауте. Кредитна слика: Хуббле. Кликните за увећање.
Супротни набоји привлаче. Као одбијање оптужби. То је прва лекција електромагнетизма и једног дана би могао да спаси животе астронаута.
НАСА-ина визија за истраживање свемира позива на повратак на Месец као припрему за још дужа путовања на Марс и шире. Али постоји потенцијални шоупер: радијација.
Простор изван орбита ниске Земље препун је интензивног зрачења Сунца и дубоких галактичких извора попут супернова. Астронаути на путу ка Месецу и Марсу биће изложени овом зрачењу, повећавајући ризик од рака и других болести. Важно је пронаћи добар штит.
Најчешћи начин суочавања са зрачењем је једноставно физичко блокирање, као што то чини дебели бетон око нуклеарног реактора. Али прављење свемирских бродова од бетона није опција. (Занимљиво је да је можда могуће изградити месечну базу од бетонске мешавине махуне и воде, ако се на Месецу може наћи вода, али то је друга прича.) НАСА научници истражују многе материјале који блокирају зрачење попут алуминијума, напредне пластике течни водоник. Свака има своје предности и мане.
Све су то физичка решења. Постоји још једна могућност, она без физичке супстанције, али с великом заштитном снагом: поље силе.
Већина опасног зрачења у свемиру састоји се од електрично набијених честица: електрона велике брзине и протона са Сунца и масивних, позитивно наелектрисаних атомских језгара из далеких супернова.
Као одбијање оптужби. Па зашто не заштитити астронауте тако што их окружују снажним електричним пољем које има исти набој као и долазеће зрачење, одбијајући тако зрачење?
Многи стручњаци су сумњичави да се електрична поља могу направити за заштиту астронаута. Али Цхарлес Бухлер и Јохн Лане, обојица научници из АСРЦ Аероспаце Цорпоратион из НАСА-иног свемирског центра Кеннеди, верују да се то може учинити. Они су добили подршку од НАСА-иног института за напредне концепте, чији је посао финансирање студија далеких идеја, како би се истражила могућност електричног оклопа за лунарне базе.
„Употреба електричних поља за одбијање радијације била је једна од првих идеја 1950-их, када су научници почели да сагледавају проблем заштите астронаута од зрачења“, каже Бухлер. "Мада су брзо одустали од идеје, јер се чинило да су потребни високи напони и незгодни дизајни за које су мислили да ће бити неопходни (на пример, постављање астронаута у две концентричне металне сфере) учинили такав електрични штит непрактичним."
Бухеров и Ланеов приступ су различити. У њиховом концепту би лунарна база имала пола туцета или надуваних, проводљивих сфера око 5 метара, постављених изнад базе. Сфере би се затим напуниле до врло високог статичког-електричног потенцијала: 100 мегаволта или више. Овај напон је веома велик, али с обзиром да би струја текла врло мало (наелектрисање би статично стајало на сферама), неће бити потребно много снаге за одржавање набоја.
Кугле би биле израђене од танке, јаке тканине (попут Вецтрана, која је коришћена за слетање балона који су ублажили удар Марсових истраживачких ровера) и обложени врло танким слојем проводника као што је злато. Куглице од тканине могу се савити за транспорт и затим надувати једноставним пуњењем електричним набојем; слични набоји електрона у златном слоју се одбијају и присиљавају сферу да се шири према споља.
Постављање сфера далеко изнад њих смањило би опасност да их астронаути додирну. Пажљивим одабиром распореда сфера научници могу максимизирати њихову ефикасност у одбијању зрачења уз минимизирање њиховог утицаја на астронауте и опрему на земљи. У неким је дизајнима нето електрично поље на нивоу земље нула, чиме се ублажавају било какви потенцијални здравствени ризици од ових јаких електричних поља.
Бухлер и Лане још увијек траже најбољи аранжман: Дио изазова је да зрачење долази и као позитивно и негативно набијене честице. Куглице морају бити распоређене тако да је електрично поље, рецимо, негативно далеко изнад базе (да би се одбиле негативне честице) и позитивно ближе тлу (да би се одбиле позитивне честице). „Већ смо симулирали три геометрије које би могле да функционишу“, каже Бухлер.
Преносиви дизајни могу бити постављени чак и на лунарне бродове на месечину како би пружили заштиту астронаутима док истражују површину, замисли Бухлер.
Звучи дивно, али постоје многи научни и инжењерски проблеми који тек треба да буду решени. На пример, скептици примећују да је електростатички штит на Месецу подложан кратком споју лебдећег моондуста, који се сам наплаћује сунчевим ултраљубичастим зрачењем. Соларни ветар који дува преко штита такође може проузроковати проблеме. Електрони и протони на ветру могли би да буду заробљени лавиринтом сила које чине штит, што доводи до јаких и ненамерних електричних струја тачно изнад глава астронаута.
Истраживање је и даље прелиминарно, наглашава Бухлер. Моондуст, соларни ветар и други проблеми се и даље истражују. Може бити да би другачија врста штита боље функционисала, на пример, суправодљиво магнетно поље. Ове дивље идеје тек треба да разреше.
Али, ко зна, можда ће једног дана астронаути на Месецу и Марсу сигурно радити, заштићени једноставним принципом електромагнетизма које чак и дете може да разуме.
Изворни извор: [заштићено е-поштом]
