رسم توضيحي للفنان لدرع كهرومغناطيسي يمكن أن يحمي رواد الفضاء. حقوق الصورة: هابل. اضغط للتكبير.
جذب الاتهامات المقابلة. مثل صد الاتهامات. إنه الدرس الأول للكهرومغناطيسية ، ويمكن أن ينقذ يومًا ما حياة رواد الفضاء.
تدعو رؤية ناسا لاستكشاف الفضاء إلى العودة إلى القمر كتحضير لرحلات أطول إلى المريخ وما بعده. لكن هناك عرض محتمل: الإشعاع.
الفضاء خارج مدار الأرض المنخفضة مليء بالإشعاع الشديد من الشمس ومن مصادر المجرة العميقة مثل المستعرات الأعظمية. سيتعرض رواد الفضاء في طريقهم إلى القمر والمريخ لهذا الإشعاع ، مما يزيد من خطر الإصابة بالسرطان والأمراض الأخرى. من المهم إيجاد درع جيد.
الطريقة الأكثر شيوعًا للتعامل مع الإشعاع هي ببساطة حظره جسديًا ، كما تفعل الخرسانة السميكة حول مفاعل نووي. لكن صنع سفن الفضاء من الخرسانة ليس خيارًا. (من المثير للاهتمام أنه قد يكون من الممكن بناء قاعدة قمر من خليط خرساني من الموندوست والماء ، إذا كان يمكن العثور على الماء على القمر ، ولكن هذه قصة أخرى.) يحقق علماء وكالة ناسا في العديد من المواد المانعة للإشعاع مثل الألومنيوم والبلاستيك المتقدم والهيدروجين السائل. لكل منها مزاياه وعيوبه.
هذه كلها حلول مادية. هناك احتمال آخر ، واحد مع عدم وجود مادة مادية ولكن الكثير من قوة الحماية: مجال القوة.
تتكون معظم الإشعاع الخطير في الفضاء من جسيمات مشحونة كهربائيًا: إلكترونات عالية السرعة وبروتونات من الشمس ، ونوى ذرية ضخمة مشحونة إيجابياً من مستعرات عظمى بعيدة.
مثل صد الاتهامات. فلماذا لا تحمي رواد الفضاء بإحاطة بهم بمجال كهربائي قوي له نفس شحنة الإشعاع الوارد ، وبالتالي تشتيت الإشعاع بعيدًا؟
يشك العديد من الخبراء في إمكانية عمل المجالات الكهربائية لحماية رواد الفضاء. لكن تشارلز بوهلر وجون لين ، كلاهما من العلماء في شركة ASRC Aerospace Corporation في مركز كنيدي للفضاء التابع لناسا ، يعتقدان أنه يمكن القيام بذلك. لقد تلقوا الدعم من معهد ناسا للمفاهيم المتقدمة ، الذي تتمثل مهمته في تمويل دراسات الأفكار البعيدة ، للتحقيق في إمكانية استخدام الدروع الكهربائية للقواعد القمرية.
يقول بوهلر: "كان استخدام الحقول الكهربائية لصد الإشعاع أحد الأفكار الأولى في الخمسينيات ، عندما بدأ العلماء في النظر في مشكلة حماية رواد الفضاء من الإشعاع". "لكنهم سرعان ما أسقطوا الفكرة ، لأنه بدا أن الجهد العالي المطلوب والتصاميم المحرجة التي اعتقدوا أنها ستكون ضرورية (على سبيل المثال ، وضع رواد الفضاء داخل مجالين معدنيين متحدة المركز) سيجعل هذا الدرع الكهربائي غير عملي".
نهج بوهلر ولين مختلف. في مفهومهم ، ستحتوي القاعدة القمرية على ستة أو أكثر من الكرات الموصلة القابلة للنفخ حوالي 5 أمتار فوق القاعدة. ثم يتم شحن المجالات إلى طاقة كهربائية ثابتة عالية جدًا: 100 ميغا فولت أو أكثر. هذا الجهد كبير جدًا ، ولكن نظرًا لوجود القليل جدًا من التيار المتدفق (ستقع الشحنة بشكل ثابت على المجالات) ، فلن تكون هناك حاجة إلى الكثير من الطاقة للحفاظ على الشحنة.
ستكون الكرات مصنوعة من نسيج رقيق وقوي (مثل Vectran ، الذي تم استخدامه لبالونات الهبوط التي خففت تأثيرها على Mars Exploration Rovers) ومغلفة بطبقة رقيقة جدًا من الموصل مثل الذهب. يمكن طي الكرات القماشية للنقل ثم نفخها بمجرد تحميلها بشحنة كهربائية ؛ تتنافر الشحنات المماثلة للإلكترونات في طبقة الذهب مع بعضها البعض وتجبر الكرة على التمدد للخارج.
من شأن وضع الأجسام البعيدة في الجو أن يقلل من خطر لمس رواد الفضاء لها. من خلال اختيار ترتيب المجالات بعناية ، يمكن للعلماء زيادة فعاليتهم في صد الإشعاع مع تقليل تأثيرهم على رواد الفضاء والمعدات على الأرض. في بعض التصاميم ، في الواقع ، يكون المجال الكهربائي الصافي عند مستوى الأرض صفرًا ، وبالتالي يخفف من أي مخاطر صحية محتملة من هذه المجالات الكهربائية القوية.
لا يزال بوهلر ولين يبحثان عن أفضل ترتيب: جزء من التحدي هو أن الإشعاع يأتي كجزيئات مشحونة بشكل إيجابي وسالب. يجب ترتيب المجالات بحيث يكون المجال الكهربائي ، على سبيل المثال ، سلبيًا فوق القاعدة (لصد الجزيئات السالبة) وإيجابي بالقرب من الأرض (لصد الجزيئات الإيجابية). يقول بوهلر: "لقد قمنا بالفعل بمحاكاة ثلاثة أشكال هندسية قد تعمل".
تتخيل بوهلر أن التصميمات المحمولة يمكن تركيبها على مركبات القمر "عربات التي تجرها الدواب" على سطح القمر لتوفير الحماية لرواد الفضاء أثناء استكشافهم للسطح.
يبدو رائعًا ، ولكن هناك العديد من المشكلات العلمية والهندسية التي لم يتم حلها بعد. على سبيل المثال ، يشير المشككون إلى أن الدرع الإلكتروستاتيكي على القمر معرض لكونه قصير الدائرة عن طريق الغراب العائم ، الذي يشحن نفسه بواسطة الأشعة الشمسية فوق البنفسجية. الرياح الشمسية التي تهب عبر الدرع يمكن أن تسبب مشاكل أيضًا. يمكن أن تصبح الإلكترونات والبروتونات في الرياح محاصرة بمتاهات القوى التي تشكل الدرع ، مما يؤدي إلى تيارات كهربائية قوية وغير مقصودة فوق رؤوس رواد الفضاء مباشرة.
يؤكد بوهلر أن البحث لا يزال أوليًا. Moondust والرياح الشمسية وغيرها من المشاكل لا تزال قيد التحقيق. قد يكون نوع مختلف من الدرع يعمل بشكل أفضل ، على سبيل المثال ، مجال مغناطيسي فائق التوصيل. لا يزال يتعين على هذه الأفكار الجامحة ترتيب نفسها.
ولكن ، من يدري ، ربما سيعمل رواد فضاء على القمر والمريخ في يوم من الأيام بأمان ، محميًا بمبدأ بسيط من الكهرومغناطيسية حتى يمكن للطفل فهمه.
المصدر الأصلي: [بريد إلكتروني محمي]
