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 - это одна из основных проблем, которые возникнут при полете человека на Марс. Сейчас невозможно предсказать, как космические лучи и другие формы излучения могут повлиять на здоровье космонавтов или астронавтов, хотя адекватная защита от всех возможных эффектов потребует больших расходов энергии или топлива.

Напомним, что группа астрофизиков под руководством Роберто Баттистона (Roberto Battiston) 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 - это 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. Космические лучи могут быть источникомодновременно 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.

Авторы статьи использовали компьютерные модели, применявшиеся при разработке магнита AMS-02, для расчета силы магнитного поля и его трехмерной конфигурации при использовании разных типов магнитов. Ученые проверили 15 различных конструктивных исполнений, в том числе классических "кольцевых" магнитов и их более экзотических собратьев. Наиболее эффективным методом защиты космического корабля являются магниты, изготовленные по методике так называемой "двойной спирали".

Уточним, что современные технологии позволяют производить магниты с мощностью, достаточной для защиты путешественников к Марсу, и соответствующие источники питания для охлаждения и накачки сверхпроводников. Но пока остается непонятным, как поведут себя подобные магниты в космосе, так как сверхпроводящий магнит в составе AMS не мог нормально функционировать в таких условиях.