Umelecká ilustrácia elektromagnetického štítu, ktorý by mohol chrániť astronautov. Obrazový kredit: Hubble. Klikni na zväčšenie.
Priťahujú opačné poplatky. Rovnako ako poplatky odrazené. Je to prvá lekcia elektromagnetizmu a jedného dňa to môže zachrániť životy astronautov.
Vízia pre vesmírny výskum agentúry NASA požaduje návrat na Mesiac ako prípravu na ešte dlhšie cesty na Mars a ďalej. Existuje však potenciálna ukážka: žiarenie.
Vesmír mimo obežnej dráhy nízkej Zeme je zaplavený intenzívnym žiarením zo Slnka az hlbokých galaktických zdrojov, ako sú supernovy. Astronauti na ceste na Mesiac a Mars budú vystavení tomuto žiareniu, čím zvyšujú riziko vzniku rakoviny a iných chorôb. Nájdenie dobrého štítu je dôležité.
Najbežnejším spôsobom, ako sa vysporiadať s radiáciou, je jednoducho fyzicky ho zablokovať, ako to robí hrubý betón v jadrovom reaktore. Výroba vesmírnych lodí z betónu však nie je možná. (Zaujímavé je, že by bolo možné zostaviť mesačnú základňu z betónovej zmesi moondustu a vody, ak sa voda dá nájsť na Mesiaci, ale to je ďalší príbeh.) Vedci z NASA skúmajú veľa materiálov blokujúcich žiarenie, ako je hliník, moderné plasty. a kvapalný vodík. Každý má svoje výhody a nevýhody.
To všetko sú fyzické riešenia. Existuje ďalšia možnosť, bez fyzickej látky, ale s veľkou tieniacou silou: silové pole.
Väčšina nebezpečného žiarenia vo vesmíre pozostáva z elektricky nabitých častíc: vysokorýchlostné elektróny a protóny zo Slnka a masívne, pozitívne nabité atómové jadrá zo vzdialených supernov.
Rovnako ako poplatky odrazené. Tak prečo nie chrániť astronautov tým, že ich obklopujú silným elektrickým poľom, ktoré má rovnaký náboj ako prichádzajúce žiarenie, a teda odvádza žiarenie preč?
Mnohí odborníci sú skeptickí, že na ochranu astronautov je možné vytvoriť elektrické polia. Ale Charles Buhler a John Lane, obaja vedci z ASRC Aerospace Corporation v Kennedyho vesmírnom stredisku NASA, sa domnievajú, že sa to dá urobiť. Dostali podporu od Inštitútu pre pokrokové koncepcie NASA, ktorého úlohou je financovať štúdie vzdialených nápadov, aby preskúmali možnosť elektrických štítov pre lunárne základne.
„Použitie elektrického poľa na odrazenie žiarenia bolo jednou z prvých myšlienok už v 50. rokoch 20. storočia, keď sa vedci začali zaoberať problémom ochrany astronautov pred žiarením,“ hovorí Buhler. "Rýchlo však upustili od myšlienky, pretože sa zdalo, že je potrebné vysoké napätie a že nepríjemné návrhy, ktoré považovali za potrebné (napríklad vloženie astronautov do dvoch sústredných kovových sfér) by urobili takýto elektrický štít nepraktickým."
Prístup Buhler a Lane je odlišný. Podľa ich koncepcie by mala lunárna základňa asi pol metra tucet nafukovacích vodivých guľôčok umiestnených nad základňou asi 5 metrov. Sféry by sa potom nabíjali až do veľmi vysokého staticko-elektrického potenciálu: 100 megavoltov alebo viac. Toto napätie je veľmi veľké, ale pretože by prúdilo veľmi málo prúdu (náboj by staticky ležal na guľôčkach), na udržanie náboja by nebolo potrebné veľa energie.
Sféry by boli vyrobené z tenkej, pevnej látky (ako je Vectran, ktorá sa používala na pristávacie balóny, ktoré tlmili náraz na Mars Exploration Rovers) a potiahnuté veľmi tenkou vrstvou vodiča, napríklad zlata. Tkaninové gule sa mohli na prepravu zložiť a potom nafúknuť ich jednoduchým vložením do elektrického náboja; podobné náboje elektrónov v zlatej vrstve sa navzájom odpudzujú a nútia guľu expandovať smerom von.
Umiestnenie gule ďaleko nad hlavu by znížilo nebezpečenstvo, že sa ich dotknú astronauti. Starostlivým výberom usporiadania sfér môžu vedci maximalizovať svoju účinnosť pri odpudzovaní žiarenia a zároveň minimalizovať svoj vplyv na astronautov a vybavenie na zemi. V niektorých projektoch je čisté elektrické pole na úrovni zeme nulové, čím sa zmierňujú potenciálne zdravotné riziká vyplývajúce z týchto silných elektrických polí.
Buhler a Lane stále hľadajú najlepšie usporiadanie: Súčasťou výzvy je, že žiarenie prichádza ako pozitívne aj negatívne nabité častice. Gule musia byť usporiadané tak, aby elektrické pole bolo, napríklad, záporné ďaleko nad základňou (odpudzujúce negatívne častice) a pozitívne bližšie k zemi (odpudzujúce pozitívne častice). „Už sme simulovali tri geometrie, ktoré by mohli fungovať,“ hovorí Buhler.
Prenosné konštrukcie by sa mohli dokonca namontovať na „mesačne buggy“ lunárne rovery, aby poskytovali ochranu astronautom pri prieskume povrchu.
Znie to úžasne, ale stále existuje mnoho vedeckých a technických problémov, ktoré treba vyriešiť. Skeptici napríklad poznamenávajú, že elektrostatický štít na Mesiaci je náchylný na to, aby bol skratovaný vznášajúcim sa moondustom, ktorý je sám nabíjaný slnečným ultrafialovým žiarením. Problémy môžu tiež spôsobiť fúkanie slnečného vetra cez štít. Elektróny a protóny vo vetre sa môžu zachytiť bludiskom síl, ktoré tvoria štít, čo vedie k silným a nezamýšľaným elektrickým prúdom priamo nad hlavami astronautov.
Výskum je stále predbežný, zdôrazňuje Buhler. Moondust, slnečný vietor a ďalšie problémy sa stále skúmajú. Je možné, že iný druh štítu by fungoval lepšie, napríklad supravodivé magnetické pole. Tieto divoké myšlienky sa ešte musia vyriešiť.
Ale kto vie, možno jedného dňa budú astronauti na Mesiaci a na Marse bezpečne pracovať, chránení jednoduchým princípom elektromagnetizmu, ktorému dokáže porozumieť aj dieťa.
Pôvodný zdroj: [chránený e-mailom]
