2027. је година и НАСА-ина визија за истраживање свемира напредује тачно по распореду. Међутим, на пола пута, гигантски соларни бљесак избија, испуштајући смртоносно зрачење директно у свемирску летјелицу. Због истраживања које су урадили бивши астронаут Јеффреи Хоффман и група МИТ колега 2004. године, ово возило поседује врхунски магнетни заштитни систем суперпревода који штити људе од било каквих смртоносних соларних емисија.
Недавно је почело ново истраживање које ће испитати употребу суперпреводне магнетне технологије за заштиту астронаута од зрачења током свемирских летова, попут интерпланетарних летова ка Марсу, који су предложени у НАСА-иној тренутној Висији за истраживање свемира.
Главни истраживач овог концепта је бивши астронаут др Јеффреи Хоффман, који је сада професор на Массацхусеттс Институте оф Тецхнологи (МИТ).
Хоффманов концепт један је од 12 предлога који су прошлог месеца почели да добијају средства од НАСА Института за напредне концепте (НИАЦ). Свако од њих добија 75.000 долара за шестомесечно истраживање како би направило почетне студије и идентификовало изазове у његовом развоју. Пројекти који прођу кроз ту фазу испуњавају услове за чак 400.000 долара више током две године.
Концепт магнетног оклопа није нов. Као што Хоффман каже, „Земља то ради већ милијардама година!“
Земљино магнетно поље одбацује космичке зраке, а додатна мера заштите долази из наше атмосфере која апсорбује било које космичко зрачење које прође кроз магнетно поље. Употреба магнетног оклопа за свемирске летелице први пут је предложена крајем 1960-их и раних 70-их, али није активно настављена када су планови за дуготрајни свемирски лет пропали.
Међутим, тек недавно је развијена технологија за стварање суперпроводних магнета који могу да стварају јака поља за заштиту свемирског брода од космичког зрачења. Суперпреводни магнетни системи су пожељни јер могу да стварају интензивна магнетна поља са мало или нимало уложеног електричног напајања, а са правилним температурама могу одржавати стабилно магнетно поље дуго времена. Један од изазова је, међутим, развој система који може да створи магнетно поље довољно велико да заштити заштитне свемирске летелице величине буса. Други изазов је одржавање система на температурама близу апсолутне нуле (0 Келвин, -273 Ц, -460 Ф), што даје материјалима суперпроводљива својства. Недавни напредак у суперпреводној технологији и материјалима пружио је суперпроводна својства већа од 120 К (-153 Ц, -243 Ф).
Постоје две врсте зрачења на које је потребно решити дуготрајни људски свемирски лет, каже Виллиам С. Хиггинс, инжењерски физичар који ради на радијацијској безбедности у Фермилабу, акцелератору честица у близини Цхицага, ИЛ. Први су протони бакљи соларне енергије који би долазили у рафалима након сунчевог догађаја. Други су галактички космички зраци, који би, иако нису тако смртоносни као сунчеви зраци, били непрекидно позадинско зрачење којем би била изложена посада. У незаштићеном свемирском броду, обе врсте зрачења би довеле до значајних здравствених проблема или смрти посаде.
Најлакши начин за избегавање зрачења је апсорбирање, попут ношења оловне прегаче када добијете рентген код стоматолога. Проблем је што ова врста оклопа често може бити веома тешка, а маса је у предности при нашим тренутним свемирским возилима јер их је потребно лансирати са Земљине површине. Такође, према Хоффману, ако користите само мало заштите, заправо га можете погоршати, јер космички зраци утичу на заштиту и могу створити секундарно наелектрисане честице, повећавајући укупну дозу зрачења.
Хоффман предвиђа употребу хибридног система који користи и магнетно поље и пасивно апсорбирање. "То је начин на који то чини Земља", објаснио је Хоффман, "и нема разлога да то не бисмо могли да радимо у свемиру."
Један од најважнијих закључака друге фазе овог истраживања биће утврђивање да ли је употреба суперпреводне магнетне технологије масовно ефикасна. "Не сумњам да ако га изградимо довољно велико и снажно, пружаће заштиту", рекао је Хоффман. "Али ако је маса овог проводљивог система магнета већа од масе само за употребу пасивног (апсорбујућег) оклопа, зашто бисте онда кренули у све те проблеме?"
Али то је изазов и разлог ове студије. "Ово је истраживање", рекао је Хоффман. „Нисам ни један ни други партизан; Само желим да откријем који је најбољи начин. "
Ако претпоставимо да Хоффман и његов тим могу демонстрирати да је суперпроводљиво магнетно окидање масовно ефикасно, следећи корак би био стварни инжењеринг стварања довољно великог (иако лаганог) система, поред финог подешавања одржавања магнета при ултра-хладном суперпроводу температуре у простору. Крајњи корак би био да се такав систем интегрише у свемирску летјелицу везану за Марс. Ниједан од ових задатака није безначајан.
Испитивања одржавања јачине магнетног поља и скоро апсолутне нулте температуре овог система у свемиру већ се јављају у експерименту који би требало да буде лансиран на Међународну свемирску станицу на трогодишњи боравак. Алфа магнетни спектрометар (АМС) биће причвршћен на спољну страну станице и тражиће различите врсте космичких зрака. Користиће суперпреводни магнет за мерење момента сваке честице и знака наелектрисања. Петер Фисхер, професор физике такође са МИТ-а ради на АМС експерименту и сарађује са Хоффманом на истраживању суперпреводних магнета. Дипломирани студент и истраживач такође раде са Хоффманом.
НИАЦ је основан 1998. године да тражи људе и организације изван свемирске агенције револуционарне концепте који би могли унапредити НАСА-ине мисије. Победнички концепти су изабрани зато што "гурају границе познате науке и технологије" и "показују релевантност за мисију НАСА", наводе из НАСА. Очекује се да ће овим концептима требати најмање деценију.
Хоффман је летио у свемир пет пута и постао први астронаут који је током свемирског шатла забележио више од 1.000 сати. У свом четвртом свемирском лету 1993. године, Хоффман је учествовао у првој мисији сервисирања свемирског телескопа Хуббле, амбициозној и историјској мисији која је исправила проблем сферне аберације у примарном огледалу телескопа. Хоффман је напустио програм астронаута 1997. године да би постао НАСА-ин европски представник у америчкој амбасади у Паризу, а затим је 2001. године отишао на МИТ.
Хоффман зна да, како би омогућили свемирску мисију, постоји пуно развоја идеја и тешког инжењеринга који јој претходи. "Када се ради о стварима у свемиру, ако сте астронаут, идите и сами то радите", рекао је Хоффман. "Али ви не летите у свемир заувек, а и даље бих желео дати свој допринос."
Да ли сматра да је његово тренутно истраживање једнако важно као поправљање свемирског телескопа Хуббле?
"Па, не у непосредном смислу", рекао је. „Али са друге стране, ако ћемо икада имати присуство човека широм Сунчевог система, морамо бити у могућности да живимо и радимо у регионима у којима је окружење набијених честица прилично озбиљно. Ако не можемо да нађемо начин да се заштитимо од тога, то ће бити врло ограничавајући фактор за будућност људског истраживања. "
