Фото: Reuters
Сверхпроводники защитят людей от радиации на пути к Марсу
Набор из нескольких спиралевидных сверхпроводящих магнитов на корпусе космического корабля, путешествующего от Земли к Марсу и обратно, сможет защитить обитателей судна от действия космических лучей и при этом не потребует значительных расходов энергии.
Считается, что высокий уровень космической радиации является одной из основных проблем, которые возникнут при полете человека на Марс.
Ученые затрудняются предсказать, как космические лучи и другие формы излучения могут повлиять на здоровье космонавтов или астронавтов, однако адекватная защита от всех возможных эффектов потребует больших расходов энергии или топлива.
Группа астрофизиков под руководством Роберто Баттистона из университета Перуджи (Италия) изучала научные результаты, полученные при конструкции одного из научных приборов на борту МКС - альфа-магнитного спектрометра (AMS-02).
Детектор AMS-02 представляет собой, так называемый магнитный спектрометр, в состав которого входит мощный постоянный магнит, который отклоняет летящие в него заряженные частицы и определяет их заряд, скорость и массу.
Первоначально этот прибор должен был быть основан на базе сверхпроводникового магнита, однако трехтонное "сердце" устройства так и не было доставлено на МКС из-за проблем с функционированием в космических условиях.
Баттистон и его коллеги воспользовались программным обеспечением и опытом, которые были получены при разработке "супермагнита", для анализа того, возможно ли защитить астронавтов от космических частиц при помощи магнитного поля и насколько "дорого" это обойдется источнику питания на борту корабля.
Как объясняют ученые, космические лучи могут быть источником сразу двух типов радиации - прямой и наведенной. Первый тип возникает при непосредственном попадании заряженных частиц внутрь корабля, а второй - при появлении радиоактивных изотопов в обшивке судна при продолжительной "бомбардировке" космическими лучами.
В ходе исследования ученые проверили 15 различных конструктивных исполнений, в том числе классических "кольцевых" магнитов и их более экзотических собратьев.
По словам ученых, наиболее эффективным методом защиты космического корабля являются магниты, изготовленные по методике так называемой "двойной спирали". Такие магниты собираются следующим образом: сначала заплетается первый слой сверхпроводника в виде скошенных спиралей, а затем, поверх него, наносится второй слой, закрученный в противоположную сторону.
Баттистон и его коллеги утверждают, что современные технологии позволяют производить магниты с мощностью, достаточной для защиты путешественников к Марсу, и соответствующие источники питания для охлаждения и накачки сверхпроводников. Тем не менее, пока остается непонятным, как поведут себя подобные магниты в космосе, так как сверхпроводящий магнит в составе AMS не мог нормально функционировать в таких условиях.
Напомним, ранее марсоход Кьюриосити изучил состав атмосферы Красной планеты. Чтобы выяснить, из каких газов состоит
марсианский "воздух" и в какой пропорции они перемешаны, робот
"вдохнул" - и образец атмосферы отправился в специальный прибор Sam
(анализатор марсианских образцов).