Καλλιτεχνική απεικόνιση μιας ηλεκτρομαγνητικής ασπίδας που θα μπορούσε να προστατεύσει τους αστροναύτες. Πιστωτική εικόνα: Χαμπλ. Κάντε κλικ για μεγέθυνση.
Οι αντίθετες χρεώσεις προσελκύουν. Όπως οι χρεώσεις αποκρούουν. Είναι το πρώτο μάθημα του ηλεκτρομαγνητισμού και, κάποια μέρα, θα μπορούσε να σώσει τις ζωές των αστροναυτών.
Το όραμα της NASA για την εξερεύνηση του διαστήματος απαιτεί επιστροφή στη Σελήνη ως προετοιμασία για ακόμη μεγαλύτερα ταξίδια στον Άρη και πέραν αυτής. Υπάρχει όμως μια πιθανή έκθεση: ακτινοβολία.
Το διάστημα πέρα από την τροχιά της χαμηλής Γης πλημμυρίζει με έντονη ακτινοβολία από τον Ήλιο και από βαθιές γαλαξιακές πηγές όπως οι σουπερνόβες. Οι αστροναύτες στο δρόμο προς τη Σελήνη και τον Άρη θα εκτεθούν σε αυτήν την ακτινοβολία, αυξάνοντας τον κίνδυνο εμφάνισης καρκίνου και άλλων ασθενειών. Η εύρεση καλής ασπίδας είναι σημαντική.
Ο πιο συνηθισμένος τρόπος αντιμετώπισης της ακτινοβολίας είναι απλά να το μπλοκάρει φυσικά, όπως κάνει το παχύ σκυρόδεμα γύρω από έναν πυρηνικό αντιδραστήρα. Αλλά η κατασκευή διαστημοπλοίων από σκυρόδεμα δεν είναι επιλογή. (Είναι ενδιαφέρον, μπορεί να είναι δυνατή η κατασκευή μιας βάσης φεγγαριού από ένα συγκεκριμένο μείγμα υγρασίας και νερού, εάν μπορεί να βρεθεί νερό στη Σελήνη, αλλά αυτή είναι μια άλλη ιστορία.) Οι επιστήμονες της NASA διερευνούν πολλά υλικά που εμποδίζουν την ακτινοβολία, όπως αλουμίνιο, προηγμένα πλαστικά και υγρό υδρογόνο. Κάθε ένα έχει τα δικά του πλεονεκτήματα και μειονεκτήματα.
Αυτές είναι όλες οι φυσικές λύσεις. Υπάρχει μια άλλη πιθανότητα, μία χωρίς φυσική ουσία αλλά άφθονη δύναμη προστασίας: ένα πεδίο δύναμης.
Το μεγαλύτερο μέρος της επικίνδυνης ακτινοβολίας στο διάστημα αποτελείται από ηλεκτρικά φορτισμένα σωματίδια: ηλεκτρόνια υψηλής ταχύτητας και πρωτόνια από τον Ήλιο και τεράστιους, θετικά φορτισμένους ατομικούς πυρήνες από μακρινές σουπερνόβες.
Όπως οι χρεώσεις αποκρούουν. Γιατί λοιπόν να μην προστατεύσετε τους αστροναύτες περιβάλλοντάς τους με ένα ισχυρό ηλεκτρικό πεδίο που έχει το ίδιο φορτίο με την εισερχόμενη ακτινοβολία, εκτρέποντας έτσι την ακτινοβολία μακριά;
Πολλοί ειδικοί είναι δύσπιστοι ότι μπορούν να γίνουν ηλεκτρικά πεδία για την προστασία των αστροναυτών. Ωστόσο, ο Charles Buhler και ο John Lane, και οι δύο επιστήμονες με την ASRC Aerospace Corporation στο Διαστημικό Κέντρο Kennedy της NASA, πιστεύουν ότι μπορεί να γίνει. Έχουν λάβει υποστήριξη από το NASA Institute for Advanced Concepts, του οποίου η δουλειά είναι να χρηματοδοτεί μελέτες μακρινών ιδεών, για να διερευνήσει την πιθανότητα ηλεκτρικών ασπίδων για σεληνιακές βάσεις.
«Η χρήση ηλεκτρικών πεδίων για την απάλειψη της ακτινοβολίας ήταν μια από τις πρώτες ιδέες της δεκαετίας του 1950, όταν οι επιστήμονες άρχισαν να εξετάζουν το πρόβλημα της προστασίας των αστροναυτών από την ακτινοβολία», λέει ο Buhler. «Έσπασαν γρήγορα την ιδέα, όμως, επειδή φαινόταν ότι χρειάζονται οι υψηλές τάσεις και τα περίεργα σχέδια που νόμιζαν ότι θα ήταν απαραίτητα (για παράδειγμα, η τοποθέτηση των αστροναυτών σε δύο ομόκεντρες μεταλλικές σφαίρες) θα έκανε μια τέτοια ηλεκτρική ασπίδα πρακτική.»
Η προσέγγιση των Buhler και Lane είναι διαφορετική. Στην ιδέα τους, μια σεληνιακή βάση θα είχε μισή ντουζίνα περίπου φουσκωτές, αγώγιμες σφαίρες περίπου 5 μέτρα κατά μήκος τοποθετημένες πάνω από τη βάση. Στη συνέχεια, οι σφαίρες θα φορτιστούν έως ένα πολύ υψηλό στατικό-ηλεκτρικό δυναμικό: 100 megavolts ή περισσότερο. Αυτή η τάση είναι πολύ μεγάλη, αλλά επειδή θα υπάρχει πολύ λίγο ρεύμα (η φόρτιση θα σταθεί στατικά στις σφαίρες), δεν θα χρειαζόταν μεγάλη ισχύ για τη διατήρηση της φόρτισης.
Οι σφαίρες θα ήταν κατασκευασμένες από ένα λεπτό, ισχυρό ύφασμα (όπως το Vectran, το οποίο χρησιμοποιήθηκε για τα μπαλόνια προσγείωσης που μετριάζουν την πρόσκρουση για τους Mars Exploration Rovers) και επικαλύπτονται με ένα πολύ λεπτό στρώμα αγωγού όπως ο χρυσός. Οι σφαίρες υφάσματος θα μπορούσαν να διπλωθούν για μεταφορά και στη συνέχεια να φουσκωθούν απλώς φορτώνοντάς τις με ηλεκτρικό φορτίο. Τα παρόμοια φορτία των ηλεκτρονίων στο στρώμα χρυσού απωθούν το ένα το άλλο και αναγκάζουν τη σφαίρα να επεκταθεί προς τα έξω.
Η τοποθέτηση των σφαιρών πολύ πάνω θα μείωνε τον κίνδυνο να αγγίξουν τους αστροναύτες. Επιλέγοντας προσεκτικά τη διάταξη των σφαιρών, οι επιστήμονες μπορούν να μεγιστοποιήσουν την αποτελεσματικότητά τους στην απώθηση της ακτινοβολίας ελαχιστοποιώντας ταυτόχρονα την επίδρασή τους στους αστροναύτες και τον εξοπλισμό στο έδαφος. Σε ορισμένα σχέδια, στην πραγματικότητα, το καθαρό ηλεκτρικό πεδίο στο επίπεδο του εδάφους είναι μηδέν, ανακουφίζοντας έτσι τυχόν πιθανούς κινδύνους για την υγεία από αυτά τα ισχυρά ηλεκτρικά πεδία.
Οι Buhler και Lane εξακολουθούν να αναζητούν την καλύτερη ρύθμιση: Μέρος της πρόκλησης είναι ότι η ακτινοβολία έρχεται τόσο ως θετικά όσο και αρνητικά φορτισμένα σωματίδια. Οι σφαίρες πρέπει να είναι διατεταγμένες έτσι ώστε το ηλεκτρικό πεδίο να είναι, για παράδειγμα, αρνητικό πολύ πάνω από τη βάση (για να απωθούν τα αρνητικά σωματίδια) και να είναι θετικό πλησιέστερα στο έδαφος (για να απωθούν τα θετικά σωματίδια). "Έχουμε ήδη προσομοιώσει τρεις γεωμετρίες που μπορεί να λειτουργούν", λέει ο Buhler.
Φορητά σχέδια θα μπορούσαν ακόμη και να τοποθετηθούν σε σεληνιακούς οδηγούς "moon buggy" για να προσφέρουν προστασία στους αστροναύτες καθώς εξερευνούν την επιφάνεια, φαντάζεται ο Buhler.
Ακούγεται υπέροχο, αλλά υπάρχουν πολλά επιστημονικά και μηχανικά προβλήματα που δεν έχουν ακόμη λυθεί. Για παράδειγμα, οι σκεπτικιστές σημειώνουν ότι μια ηλεκτροστατική ασπίδα στη Σελήνη είναι επιρρεπής στο βραχυκύκλωμα από πλωτή φεγγάρι, η οποία φορτίζεται από την ηλιακή υπεριώδη ακτινοβολία. Ο ηλιακός άνεμος που πνέει στην ασπίδα μπορεί επίσης να προκαλέσει προβλήματα. Τα ηλεκτρόνια και τα πρωτόνια στον άνεμο θα μπορούσαν να παγιδευτούν από το λαβύρινθο δυνάμεων που συνθέτουν την ασπίδα, οδηγώντας σε ισχυρά και ακούσια ηλεκτρικά ρεύματα ακριβώς πάνω από τα κεφάλια των αστροναυτών.
Η έρευνα είναι ακόμη προκαταρκτική, τονίζει ο Buhler. Η υγρασία, ο ηλιακός άνεμος και άλλα προβλήματα βρίσκονται ακόμη υπό διερεύνηση. Ίσως ένα διαφορετικό είδος ασπίδας να λειτουργεί καλύτερα, για παράδειγμα, ένα υπεραγώγιμο μαγνητικό πεδίο. Αυτές οι άγριες ιδέες δεν έχουν ακόμη διευθετηθεί.
Όμως, ποιος ξέρει, ίσως μια μέρα οι αστροναύτες στη Σελήνη και τον Άρη να λειτουργήσουν με ασφάλεια, προστατευμένοι από μια απλή αρχή του ηλεκτρομαγνητισμού, ακόμη και ένα παιδί μπορεί να καταλάβει.
Αρχική πηγή: [προστασία μέσω email]
