Umelcov koncept človeka sa vydal na Mars. Obrazový kredit: NASA Kliknite pre zväčšenie
Po prečítaní tohto článku sa už nikdy nebudete môcť rovnakým spôsobom pozrieť na vrecia na odpadky.
Všetci používame plastové vrecia na odpadky; sú také bežné, že im ťažko predstavíme druhú myšlienku. Kto by teda hádal, že vrece s nízkym odpadom môžu držať kľúč na posielanie ľudí na Mars?
Väčšina sáčkov pre domácnosť je vyrobená z polyméru nazývaného polyetylén. Varianty tejto molekuly sa ukázali byť vynikajúce pri ochrane najnebezpečnejších foriem radiácie vesmíru. Vedci to už dávno vedeli. Problémom bolo pokúsiť sa postaviť kozmickú loď z chabých vecí.
Vedci z NASA však teraz vymysleli priekopnícky materiál na báze polyetylénu s názvom RXF1, ktorý je ešte silnejší a ľahší ako hliník. „Tento nový materiál je prvý v tom zmysle, že kombinuje vynikajúce štrukturálne vlastnosti s vynikajúcimi tieniacimi vlastnosťami,“ hovorí Nasser Barghouty, vedecký pracovník projektu NASA v oblasti ochrany pred žiarením v Marshall Space Flight Center.
Na Mars v plastovej vesmírnej lodi? Môže to byť najbezpečnejšia cesta, ako to môže znieť.
Menej je viac
Ochrana astronautov pred žiarením v kozmickom priestore je hlavným nevyriešeným problémom. Zoberme si misiu s posádkou na Mars: Spiatočný let môže trvať až 30 mesiacov a bude vyžadovať opustenie ochrannej bubliny zemského magnetického poľa. Niektorí vedci sa domnievajú, že materiály ako hliník, ktoré poskytujú primerané tienenie na obežnej dráhe Zeme alebo na krátke cesty na Mesiac, by boli na cestu na Mars neprimerané.
Barghouty je jedným z skeptikov: „Ísť na Mars teraz s hliníkovou kozmickou loďou je nevratné,“ verí.
Plastická hmota je príťažlivou alternatívou: v porovnaní s hliníkom je polyetylén o 50% lepší pri tienení slnečných lupienkov ao 15% lepší pri kozmických lúčoch.
Výhodou plastových materiálov je to, že produkujú oveľa menej „sekundárneho žiarenia“ ako ťažšie materiály ako hliník alebo olovo. Sekundárne žiarenie pochádza zo samotného tieniaceho materiálu. Keď sa častice kozmického žiarenia rozbijú na atómy vnútri štítu, vyvolávajú malé jadrové reakcie. Tieto reakcie produkujú sprchu jadrových vedľajších produktov - neutrónov a iných častíc - ktoré vstupujú do kozmickej lode. Je to trochu ako snažiť sa chrániť pred lietajúcou bowlingovou loptou postavením kolíkov. Vyhýbate sa loptičke, ale dostanete sa do nej špendlíky. „Sekundárni“ môžu byť pre zdravie astronautov horšie ako pôvodné vesmírne žiarenie!
Je iróniou, že ťažšie prvky ako olovo, ktoré ľudia často považujú za najlepšie tienenie, produkujú oveľa viac sekundárneho žiarenia ako ľahšie prvky ako uhlík a vodík. Preto je polyetylén dobre tienený: pozostáva výlučne z ľahkých atómov uhlíka a vodíka, čo minimalizuje sekundárne.
Tieto ľahšie prvky nemôžu úplne zastaviť vyžarovanie priestoru. Môžu však fragmentovať prichádzajúce častice žiarenia, čo výrazne znižuje škodlivé účinky. Predstavte si, že sa schovávate za plotovým plotom, aby ste sa chránili v boji so snehovou guľou: Stále budete mať nejaký sneh, pretože cez neho prasknú malé kúsky snežnej gule, ale nebudete cítiť bodnutie priameho zásahu tvrdým zásahom. - zabalený hlupák. Polyetylén je ako plotový článok.
"To je to, čo môžeme urobiť." Fragmentácia - bez toho, aby produkovala veľa sekundárneho žiarenia - je vlastne miestom, kde bitka vyhrá alebo prehrá, “hovorí Barghouty.
Na objednávku
Napriek svojej tienivej sile obyčajné vrecia na odpadky zrejme neurobia stavbu vesmírnej lode. Takže Barghouty a jeho kolegovia sa snažili o zvýšenie objemu polyetylénu pre leteckú prácu.
Preto výskumný pracovník projektu Shielding Raj Raj Kaul, v spolupráci s Barghoutym, vymyslel RXF1. RXF1 je pozoruhodne silný a ľahký: má 3-krát vyššiu pevnosť v ťahu ako hliník, ale je 2,6-krát ľahší - pôsobivý aj podľa leteckých štandardov.
„Keďže ide o balistický štít, odráža tiež mikrometeority,“ hovorí Kaul, ktorý predtým pracoval s podobnými materiálmi pri vývoji brnenia helikoptéry. „Keďže ide o látku, dá sa prehodiť okolo plesní a tvarovať na konkrétne súčasti kozmických lodí.“ A pretože je odvodený z polyetylénu, je to tiež vynikajúci radiačný štít.
Špecifiká výroby RXF1 sú tajné, pretože sa čaká na patent na daný materiál.
Sila je iba jednou z vlastností, ktorú musia mať steny kozmickej lode, poznamenáva Barghouty. Dôležitá je tiež horľavosť a teplotná tolerancia: Nezáleží na tom, aké silné sú steny vesmírnej lode, ak sa topia na priamom slnečnom svetle alebo sa ľahko vznietia. Čistý polyetylén je veľmi horľavý. Na ďalšie prispôsobenie RXF1 je potrebné viac práce, aby bol odolný aj proti ohňu a teplote, hovorí Barghouty.
Spodný riadok
Veľkou otázkou je, samozrejme, spodná hranica: Dokáže RXF1 bezpečne prepraviť ľudí na Mars? V tejto chvíli nikto nevie s istotou.
Niektoré „galaktické kozmické lúče sú také energické, že ich nemôže zastaviť žiadne rozumné množstvo tienenia,“ varuje Frank Cucinotta, hlavný radiačný zdravotnícky úrad NASA. „Všetky materiály majú tento problém vrátane polyetylénu.“
Cucinotta a jeho kolegovia vykonali počítačové simulácie, aby porovnali riziko rakoviny, ktorá sa dostane na Mars v hliníkovej lodi v porovnaní s polyetylénovou loďou. Prekvapivo „tam nebol žiadny významný rozdiel,“ hovorí. Tento záver závisí od biologického modelu, ktorý odhaduje, ako je ľudské tkanivo ovplyvňované ožarovaním vesmíru - a v ňom leží rub. Po desaťročiach vesmírneho letu vedci stále úplne nechápu, ako ľudské telo reaguje na kozmické žiarenie. Ak je ich model správny, môže to mať len malý praktický prínos pre extra tieniaci polyetylén, ktorý poskytuje. Je to otázka prebiehajúceho výskumu.
Z dôvodu mnohých neistôt neboli stanovené limity dávky pre astronautov na misii Mars, poznamenáva Barghouty. Avšak za predpokladu, že tieto dávkové limity sú podobné limitom stanoveným pre lety Shuttle a Space Station, je presvedčený, že RXF1 by mohol hypoteticky poskytnúť adekvátne tienenie pre 30-mesačnú misiu na Mars.
Dnes na skládku. Zajtra, ku hviezdam? Polyetylén vás môže posunúť ďalej, než ste si predstavovali.
Pôvodný zdroj: NASA News Release
