Rumstation Spin-Off kunne beskytte Mars-bundne astronauter mod stråling

Det er svært at tænke på mange spinoffs fra 100 milliarder dollars-projektet om at bygge og opsende den internationale rumstation. Faktisk er der meget lidt gjort på ISS, som ikke er fokuseret på bare at holde tingene i kredsløb.

En undtagelse er Alpha Magnetic Spectrometer, som blandt andet er designet til at bestemme, om kosmiske strålepartikler er lavet af stof eller antistof.

Spektrometret består af en kæmpemagnet, der afbøjer ladede partikler og en række detektorer, der karakteriserer disse partiklers masse og energi. Den blev boltet til ISS sidste år og bliver i øjeblikket bombarderet af omkring 1000 kosmiske stråler i sekundet.

I dag siger Roberto Battiston ved University of Perugia i Italien og et par venner, at teknologien udviklet til spektrometeret kan bruges til at beskytte astronauter mod stråling under de langvarige rumflyvninger i fremtiden.

Rejsen til asteroiderne, Mars eller videre er plaget af teknologiske problemer. Blandt de mest udfordrende er at finde en måde at beskytte mennesker mod de højenergipartikler, som ellers ville hæve strålingsniveauerne til uacceptable niveauer.

På Jorden er mennesker beskyttet af atmosfæren, jordens masse og jordens magnetfelt. I lav kredsløb om jorden mister astronauter beskyttelsen af ​​atmosfæren, og strålingsniveauerne er følgelig to størrelsesordener højere.

I det dybe rum mister astronauter den beskyttende effekt af Jordens masse og dens magnetfelt, og hæver niveauerne yderligere fem gange og ud over de acceptable grænser, som mennesker kan modstå i løbet af de 18 måneder eller deromkring, det ville tage at komme til Mars eller asteroiderne.

En oplagt måde at beskytte astronauter på er med et kunstigt magnetfelt, der ville styre ladede partikler væk. Men tidligere undersøgelser har konkluderet, at almindelige magneter ville være for store og tunge til at være praktiske på en rummission.

Superledende magneter er dog mere kraftfulde, mere effektive og mindre massive. De er meget bedre kandidater til at beskytte mennesker.

Det eneste problem er, at ingen har bygget og testet en superledende magnet i rummet.

Det er her Alpha Magnetic Spectrometer kommer ind. Denne maskine er designet og bygget med en superledende magnet, der kan fungere i rummet.

Nu har Battiston og co brugt viden og erfaring fra at bygge denne maskine til at studere, hvordan den kan bruges på en dyb rummission for mennesker. For eksempel bruger de den udviklede software til at simulere adfærden af ​​de superledende magneter på spektrometeret til at studere, hvordan et menneskevurderet system kan fungere.

Dette simulerer ikke kun det magnetiske felt, men også de kræfter, det genererer, og hvordan de er fordelt, en vigtig overvejelse i superledende systemer.

De sammenligner især to forskellige designs for den måde, ledninger er viklet på magneten - en ved hjælp af almindelige torroidale viklinger og en anden ved hjælp af en dobbelt helix-type vikling.

Deres konklusion er, at den dobbelte helix byder på betydelige fordele på grund af den måde, hvorpå kræfterne er fordelt i den. Disse ville kræve mindre ekstern støtte, hvilket ville reducere massen af ​​hele systemet.

Det er et potentielt interessant projekt - Den Internationale Rumstation har altid været tænkt som et springbræt til solsystemet, så det er passende, at dens teknologi kan danne grundlag for fremtidige missioner.

Dette er dog ikke hele historien. Hvad Battiston og co undlader at nævne, er, at efter 15 års design og test til en pris på 2 milliarder dollars, kunne det superledende magnetsystem angiveligt ikke gøres pålideligt nok til at flyve i rummet. I sidste ende måtte den hastigt udskiftes med permanente magneter blot et par måneder før rumfærgen kørte den ud i rummet sidste år.

NASA og andre rumbureauer har altid vidst, at det er svært og dyrt at sende mennesker ud i rummet. Det, de ikke har forstået, er, at de er nødt til at bruge mere og mere for at gøre mindre og mindre.

Alpha Magnetic Spectrometer er et eksempel på dette. Den eneste væsentlige videnskab, der udføres på ISS til $100 milliarder, er med spektrometeret. Og den eneste grund til, at den er knyttet til ISS, er på grund af den strøm, den skulle have brug for til sit originale superledende design: Kun solpanelerne på ISS kunne yde nok, fik vi at vide. Tilstedeværelsen af ​​mennesker er mere eller mindre irrelevant.

Måske kunne fremtidige systemer gøres pålidelige nok til at beskytte mennesker. De kan endda gøres lette nok til at blive sendt ud i rummet. Men det ser ikke ud til, at de kan gøres billige nok til at være forsvarlige på kort til mellemlang sigt.

Her er den nederste linje: mennesker er en dyr last, der tilføjer ringe eller ingen værdi, når det kommer til videnskab i rummet.

Så budskabet er klart – hvis vi vil have det bedste udbytte af vores rumbundne penge, vil vi være bedre til at sende robotter i en overskuelig fremtid. Og de har ikke brug for nogen form for magnetisk beskyttelse - superledende eller andet.

Ref: arxiv.org/abs/1209.1907 : ARSSEM: Aktivt strålingsskjold til rumudforskningsmissioner

skjule