Elektromagnētiskā vairoga mākslinieka ilustrācija, kas varētu aizsargāt astronautus. Attēla kredīts: Habls. Noklikšķiniet, lai palielinātu.
Pretējās maksas piesaista. Tāpat kā apsūdzības atgrūž. Tā ir pirmā elektromagnētisma nodarbība, un kādreiz tā varētu izglābt astronautu dzīvības.
NASA Vīzija kosmosa izpētē aicina atgriezties uz Mēness, gatavojoties vēl ilgākiem braucieniem uz Marsu un ārpus tā. Bet ir potenciāls šova pārdevējs: starojums.
Kosmoss aiz zemas Zemes orbītas ir izskalots ar intensīvu saules starojumu un no dziļiem galaktiskiem avotiem, piemēram, supernovām. Astronauti ceļā uz Mēnesi un Marsu tiks pakļauti šim starojumam, palielinot viņu risku saslimt ar vēzi un citām slimībām. Svarīgi ir atrast labu vairogu.
Visizplatītākais veids, kā tikt galā ar radiāciju, ir vienkārši fiziski to bloķēt, kā to dara biezs betons ap kodolreaktoru. Bet kosmosa kuģu izgatavošana no betona nav izvēles iespēja. (Interesanti, ka, ja uz Mēness var atrast ūdeni, varētu būt iespējams izveidot mēness bāzi no betona maisījuma un ūdens maisījuma, bet tas jau ir cits stāsts.) NASA zinātnieki pēta daudzus starojumu bloķējošus materiālus, piemēram, alumīniju, progresīvas plastmasas un šķidrais ūdeņradis. Katram no tiem ir savas priekšrocības un trūkumi.
Tie visi ir fiziski risinājumi. Ir vēl viena iespēja, kurai nav fiziskas vielas, bet daudz ekranēšanas spēka: spēka lauks.
Lielāko daļu bīstamā starojuma kosmosā veido elektriski lādētas daļiņas: ātrgaitas elektroni un protoni no Saules un masīvi, pozitīvi lādēti atomu kodoli no tālām supernovām.
Tāpat kā apsūdzības atgrūž. Tātad, kāpēc nepasargāt astronautus, apņemot tos ar jaudīgu elektrisko lauku, kuram ir tāds pats lādiņš kā ienākošajam starojumam, tādējādi novirzot starojumu prom?
Daudzi eksperti ir skeptiski, ka astronautu aizsardzībai var izveidot elektriskos laukus. Bet Čārlzs Bulers un Džons Lane, abi zinātnieki ar ASRC Aerospace Corporation NASA Kenedija kosmosa centrā, uzskata, ka to var izdarīt. Viņi ir saņēmuši atbalstu no NASA uzlaboto koncepciju institūta, kura uzdevums ir finansēt tālu ideju izpēti, lai izpētītu Mēness bāzu elektrisko vairogu iespējamību.
“Elektrisko lauku izmantošana starojuma novēršanai bija viena no pirmajām idejām pagājušā gadsimta piecdesmitajos gados, kad zinātnieki sāka aplūkot problēmu, kā aizsargāt astronautus no radiācijas,” saka Bulers. "Viņi tomēr ātri atmeta šo ideju, jo šķita, ka nepieciešamais augsts spriegums un neērtās konstrukcijas, kuras, viņuprāt, būtu vajadzīgas (piemēram, astronautu ievietošana divās koncentriskās metāla sfērās) padarītu šādu elektrisko vairogu nepraktisku."
Buhera un Lane pieeja ir atšķirīga. Viņu koncepcijā Mēness pamatnei būtu aptuveni duci piepūšamu, vadošu sfēru, apmēram 5 metru augstumā, kas uzstādīta virs pamatnes. Pēc tam sfēras tiktu uzlādētas līdz ļoti lielam statiski elektriskajam potenciālam: 100 megavolti vai vairāk. Šis spriegums ir ļoti liels, bet, tā kā plūst ļoti maz strāvas (lādiņš statiski sfērās sfērās), lādiņa uzturēšanai nav nepieciešams daudz enerģijas.
Sfēras būtu izgatavotas no plāna, stipra auduma (piemēram, Vectran, ko izmantoja nosēšanās balonu izgatavošanai, kas amortizēja triecienu Marsa izpētes roversiem) un pārklāta ar ļoti plānu diriģenta kārtu, piemēram, zeltu. Auduma lodes var salocīt pārvadāšanai un pēc tam piepūst, vienkārši ielādējot tās ar elektrisko lādiņu; līdzīgi elektronu lādiņi zelta slānī atgrūž viens otru un liek sfērai izplesties uz āru.
Sfēru novietošana tālu virs galvas mazinātu risku, ka astronauti varētu tām pieskarties. Rūpīgi izvēloties sfēru izvietojumu, zinātnieki var maksimizēt to efektivitāti starojuma atgrūšanā, vienlaikus samazinot to ietekmi uz astronautiem un aprīkojumu uz zemes. Dažos projektos faktiski tīrais elektriskais lauks zemes līmenī ir nulle, tādējādi mazinot iespējamo risku veselībai, ko rada šie spēcīgie elektriskie lauki.
Bulers un Lane joprojām meklē labāko izkārtojumu: Daļa no izaicinājumiem ir tas, ka starojums nāk kā pozitīvi, tā negatīvi uzlādētas daļiņas. Sfērām jābūt izkārtotām tā, lai elektriskais lauks, teiksim, būtu negatīvs tālu virs pamatnes (negatīvo daļiņu atvairīšanai) un pozitīvs tuvāk zemei (pozitīvo daļiņu atvairīšanai). “Mēs jau esam simulējuši trīs ģeometrijas, kas varētu darboties,” saka Bulers.
Pārnēsājamie dizaini pat var tikt uzstādīti uz “mēness buggy” Mēness aparātiem, lai astronautiem nodrošinātu aizsardzību, izpētot virsmu, iedomājas Bulers.
Tas izklausās brīnišķīgi, taču vēl ir jāatrisina daudzas zinātnes un inženierijas problēmas. Piemēram, skeptiķi atzīmē, ka uz Mēness esošais elektrostatiskais vairogs ir jutīgs pret īssavienojumu ar peldošu moondustu, kuru pats uzlādē saules ultravioletais starojums. Saules vējš, kas pūš pāri vairogam, var radīt problēmas arī. Vēja elektronus un protonus var ieslodzīt vairogu veidojošo spēku labirints, kas tieši virs astronautu galvām izraisa spēcīgas un neparedzētas elektriskās strāvas.
Pētījums joprojām ir provizorisks, uzsver Bulers. Moondusts, saules vējš un citas problēmas joprojām tiek izmeklētas. Var būt, ka labāk darbotos cita veida vairogs, piemēram, supravadīts magnētiskais lauks. Šīs savvaļas idejas vēl nav sakārtotas.
Bet, kas zina, iespējams, ka kādu dienu astronauti uz Mēness un Marsa strādās droši, tos aizsargā vienkāršs elektromagnētisma princips, kuru var saprast pat bērns.
Sākotnējais avots: [aizsargāts ar e-pastu]
