Az elektromágneses pajzs művészi ábrázolása, amely megvédheti az űrhajósokat. Kép jóváírása: Hubble. Kattints a kinagyításhoz.
Az ellenkező díjak vonzzák. Mint a díjak visszaszorítják. Ez az első elektromágnesesség lecke, és egy nap megmentheti az űrhajósok életét.
A NASA Űrkutatási Víziója visszatér a Holdra, mivel fel kell készülnie a még hosszabb Mars-utazásokra és azon túl is. De van egy potenciális showstopper: sugárzás.
Az alacsony földi pályán túli űr elmosódik a Nap és a mély galaktikus források, például a szupernóvák intenzív sugárzása által. A Holdra és a Marsra vezető úton lévő űrhajósok ki vannak téve ennek a sugárzásnak, növelve a rák és más rosszindulatú betegség kockázatát. Fontos a jó pajzs megtalálása.
A sugárzás kezelésének leggyakoribb módja egyszerűen annak fizikai blokkolása, ahogyan azt a nukleáris reaktor körüli vastag beton teszi. Az űrhajók betonból történő készítése azonban nem lehetséges. (Érdekes, hogy ha a vízben víz található a Holdon, akkor lehet holdbázist építeni a moondust és a víz konkrét keverékéből, de ez egy másik történet.) A NASA tudósai számos sugárzást gátló anyagot vizsgálnak, például alumíniumot, fejlett műanyagokat. és folyékony hidrogén. Mindegyiknek megvannak a maga előnyei és hátrányai.
Ezek mind fizikai megoldások. Van egy másik lehetőség, amelyben nincs fizikai anyag, de rengeteg árnyékoló erő: erőtér.
Az űrben lévő veszélyes sugárzás nagy része elektromosan töltött részecskékből áll: a Napból származó nagysebességű elektronokból és protonokból, valamint a távoli szupernóvákból származó hatalmas, pozitív töltésű atommagokból.
Mint a díjak visszaszorítják. Akkor miért nem védi az űrhajósokat úgy, hogy egy erőteljes elektromos mezővel körülveszi őket, amelynek töltése megegyezik a bejövő sugárzással, és ezzel eltereli a sugárzást?
Sok szakértő szkeptikus, hogy elektromos tereket lehet létrehozni az űrhajósok védelmére. Charles Buhler és John Lane, akik mind a NASA Kennedy Űrközpontjában az ASRC Aerospace Corporationnél dolgozó tudósok, úgy vélik, hogy meg lehet tenni. Támogatást kaptak a NASA Haladó Koncepciók Intézetétől, amelynek feladata a távoli ötletek tanulmányozása, hogy megvizsgálják a holdbázisok elektromos pajzsának lehetőségét.
„Az elektromos mezők használata a sugárzás visszaszorítására az 1950-es évek egyik első ötlete volt, amikor a tudósok elkezdték vizsgálni az űrhajósok sugárzás elleni védelmének problémáját” - mondja Buhler. "De gyorsan elhagyták az ötletet, mert úgy tűnt, hogy a szükséges nagy feszültségek és a kínos tervek, amelyekre szükségük lenne (például ha az űrhajósokat két koncentrikus fémgömbbe helyeznék), ezt az elektromos pajzsot gyakorlatiassá tennék."
Buhler és Lane megközelítése más. Elképzelésük szerint a holdi alaprésznek körülbelül fél tucat felfújható, vezetőképes gömbje lenne, körülbelül 5 méterrel az alap fölött. A gömböket ezután nagyon nagy statikus-elektromos potenciálig kell feltölteni: legalább 100 megavolttal. Ez a feszültség nagyon nagy, de mivel nagyon kevés áram folyna (a töltés statikusan a gömbökön ülne), nem lenne sok energiára szükség a töltés fenntartásához.
A gömbök vékony, erős anyagból készültek (például Vectranból, amelyet a Mars Exploration Rovers ütközését tompító leszálló léggömbökhöz használták), és egy nagyon vékony vezetőréteggel, például aranygal bevonva. A szövetgömböket összehajthatjuk szállításra, majd felfújhatjuk, egyszerűen feltöltve őket elektromos töltéssel; az aranyrétegben lévő elektronok hasonló töltései visszaszorítják egymást, és arra kényszerítik a gömböt, hogy kifelé terjedjen.
A gömbök magasra történő felhelyezése csökkentené annak veszélyét, hogy az űrhajósok megérintsék őket. A gömbök elrendezésének gondos megválasztásával a tudósok maximalizálhatják hatékonyságukat a sugárzás visszaszorításában, miközben minimalizálják az űrhajósokra és a földi felszerelésekre gyakorolt hatásaikat. Egyes tervekben a nettó elektromos mező a talaj szintjén valójában nulla, enyhítve ezáltal az ezen erős elektromos mezők esetleges egészségügyi kockázatait.
Buhler és Lane továbbra is a legjobb elrendezést keresik: A kihívás egy része az, hogy a sugárzás pozitív és negatív töltésű részecskékké egyaránt jön. A gömböket úgy kell elrendezni, hogy az elektromos mező, mondjuk, negatív legyen az alap fölött (a negatív részecskék visszaszorítása érdekében), és a talajhoz közelebb pozitív (a pozitív részecskék visszaszorításához). "Már három olyan geometriát szimuláltunk, amelyek működhetnek" - mondja Buhler.
Buhler elképzelheti, hogy a hordozható mintákat fel lehet szerelni a „hold-hibás” holdkísérletekre is, hogy védelmet biztosítsanak az űrhajósoknak, amikor felfedezik a felületet.
Csodálatosnak hangzik, de sok tudományos és mérnöki problémát még meg kell oldani. Például, a szkeptikusok megjegyzik, hogy a Holdon lévő elektrosztatikus pajzs érzékeny, hogy rövidre zárja az úszó moondust, amelyet maga a nap ultraibolya sugárzása tölt be. A pajzson át fújó szél is problémákat okozhat. A szélben lévõ elektronok és protonok csapdába eshetnek a pajzsot alkotó erõk labirintusában, ami erõs és nem kívánt elektromos áramhoz vezethet közvetlenül az űrhajósok fejei fölé.
A kutatás még mindig előzetes, hangsúlyozza Buhler. A moondustot, a napsugárzást és más problémákat továbbra is vizsgálnak. Lehet, hogy egy másik típusú pajzs jobban működne, például egy szupravezető mágneses mező. Ezeknek a vad ötleteknek még nem sikerült rendezni magukat.
De ki tudja, lehet, hogy a Holdon és a Marson egy napon az űrhajósok biztonságosan működnek, egy egyszerű elektromágnesesség elvével védettek, amelyet még egy gyermek megért.
Eredeti forrás: [e-mail védett]
