science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Krachtvelden voor ruimtevaartuigen die naar een melkwegstelsel bij jou in de buurt komen

Illustratie van een krachtveld rond de U.S.S. Enterprise HoeDingenWerken

Astronauten worden geconfronteerd met talloze gevaren in de ruimte, en ten minste één is perfect bekend bij de aardgebonden:kanker. Het risico is zo geëscaleerd dat het een diepgaande verkenning van de ruimte in de weg staat. Een door de Europese Unie gefinancierde onderzoeksgroep werkt eraan om dat op te lossen.

Het European Space Radiation Superconducting Shield-project, bestaande uit wetenschappers van zeven Europese onderzoeksorganisaties, ontwikkelt een krachtveld.

Technisch gezien, het is een supergeleidend magnetisch schild. Wetenschappers willen een ruimtevaartuig omringen met een magnetisch veld, zoiets als de magnetosfeer die de aarde omringt, die helpt de planeet te beschermen tegen de kosmische stralen die astronauten in de ruimte bombarderen.

Kosmische stralen, degenen die de Fantastic Four hun superkrachten gaven, zijn zeer energiek, geladen subatomaire deeltjes. Ze omvatten zonne-energetische deeltjes die worden uitgestoten door zonnevlammen en galactische kosmische straling geproduceerd door gebeurtenissen zoals supernova's. Galactische kosmische straling is het meest problematisch in de stralingscontext. In 2014 met Wired gesproken, Dr. Francis Cucinotta, een professor in gezondheidsfysica aan de Universiteit van Nevada, Las Vegas, zei onder stralingstypes, galactische kosmische straling creëert bijzonder agressieve tumoren.

Om het kankerrisico laag te houden, NASA beperkt de duur van missies tot ongeveer vijf maanden. Een snelle reis naar Mars en terug zou minstens 16 maanden duren.

Illustratie van een krachtveld rond de U.S.S. Enterprise HoeDingenWerken

Ruimtevaartuigen hebben momenteel afscherming, maar het is het passieve type, volgens Dr. Amalia Ballarino, een projectwetenschapper van consortiumlid CERN, de Europese Organisatie voor Nucleair Onderzoek.

"Ruimtevaartuigen zijn gebouwd met specifieke materialen die het effect van straling verminderen, " schrijft Ballarino in een e-mail. Echter, passieve afscherming is niet effectief tegen de meest schadelijke stralingsbronnen. Galactische kosmische stralen, die buiten ons zonnestelsel ontstaan, zo snel bewegen dat deze schilden ze niet kunnen stoppen.

Het supergeleidende schild voor ruimtestraling, of SR2S, is een actief-afschermende benadering. Het zou supergeleidende magneten gebruiken om een ​​magnetisch veld 3 te genereren, 000 keer sterker dan degene die de aarde beschermt. Magnetische velden veranderen de paden van geladen deeltjes. SR2S zou een 30-voet (10 meter), kosmische straling afbuigend krachtveld rond een ruimtevaartuig.

"Het magneetsysteem moet licht en stabiel zijn, ", zegt Ballarino. "Er zijn verschillende magneten en spoelconfiguraties bestudeerd." Wetenschappers ontwikkelden een specifieke geleider voor de toepassing, met titanium beklede MgB2. Het resulterende magnetische schild zou niet alles blokkeren, maar het zou de stralingsdosis van een astronaut verminderen tot wat Ballarino 'aanvaardbare niveaus' noemt, " deep-space reizen ethisch mogelijk maken.

Dichter bij huis

Het succes van actieve afscherming heeft ook bredere implicaties. NASA beperkt astronauten tot een toename van 3 procent van hun risico om aan kanker te overlijden. Als ze genoeg kosmische straling hebben geabsorbeerd om aan die limiet te voldoen, ze kunnen niet terug naar de ruimte (op NASA's dubbeltje, minstens). Ineffectieve afscherming verkleint de pool van kandidaten die in aanmerking komen voor bepaalde missietypes drastisch.

Het bevordert ook een gendervooroordeel bij kandidatuur. Vrouwen hebben een lagere stralingsdrempel dan mannen vanwege de unieke risico's die gepaard gaan met borst-, baarmoeder- en eierstokkanker. Dit betekent dat vrouwen sneller de 3% halen dan hun mannelijke collega's. Vrouwen zijn automatisch uit de running voor maximaal de helft van alle missies vanwege anatomie.

Het SR2S-project verwacht de levensvatbaarheid van het supergeleidende magnetische schild tegen eind 2015 aan te tonen. zegt Ballarino, dat is wanneer het project eindigt. Indien succesvol, projectliteratuur schat de real-world implementatie binnen 20 jaar.

NU DAT IS COOL

In de ruimte, NASA-astronauten dragen te allen tijde persoonlijke stralingsmonitoren op hun lichaam. Bij terugkeer naar de aarde, specialisten downloaden en analyseren de gegevens om de persoonlijke stralingsdosis van elke astronaut tijdens de missie te berekenen.