NASA vyvíjí štít, který by chránil kosmické lodě před radiací
8. 4. 2018 – 17:43 | Technologie | Ladislav Loukota | Diskuze:
Před cestováním do hlubokého kosmu nám stojí ještě řada překážek. Dost možná tou nejvýznamnější je však radiace - významnou hrozbu představují jak kosmické záření bičující vesmír konstantně, tak i extrémní vlny radiace přicházející čas od času. Zatímco na Zemi nás před zářením (povětšinou) chrání magnetosféra, ochrana v kosmu by vyžadovala nezměrné tuny nákladu v podobě tlustších plášťů lodí. Možná však existuje ještě jeden způsob – magnetosféra umělá. Na cestě k ní nyní NASA udělala krok kupředu.
Agentura zakončila první fázi studie vývoje umělé magnetosféry, která zjistila optimální konfiguraci protiradiačního štítu kolem hypotetického plavidla. Zatímco štíty lodí ve Star Treku mají tvar bublin kolem celé lodi, výpočty NASA ukázaly, že ideální tvar umělé magnetosféry je bližší toru, čili tvaru připomínajícímu dutou koblihu (viz obrázek níže).
Magnetická kobliha
Magnetosférický dipolární torus (MDT) nabízí dle studie jak dostatečnou ochranu posádky před kosmickým zářením včetně vysokoenergetických částic, tak ekonomickou, potažmo energetickou jednoduchost celé umělé magnetosféry. Má přitom formu kruhové konstrukce kolem obytných modulů – což by šlo relativně snadno integrovat do dnešní koncepce meziplanetárních plavidel.
NASA nyní připravuje druhou fázi experimentu, který spočívá ve vytvoření prototypu MDT na Zemi, kde by roli kosmického záření plnily miony na GeV energiích. Pokud se štít ukáže být proti nim dostatečně odolný, lze v horizontu deseti let možná čekat testování většího prototypu na oběžné dráze Země – a pak snad i testování samostatného modulu na plánované lunární orbitální stanici LOP-G (dříve DSG).
Vývoj budoucí marťanské lodi NASA by pak s "koblihoidní" konstrukcí mohl přímo počítat. Takový výstup je však samozřejmě prozatím vzdálen nejen lety, ale i potenciálními stovkami milionů dolarů investic do projektu.
zdroj:
NASA
Magnetický štít MDT není jediný podobný výzkum odehrávající se v laboratořích NASA. V rámci iniciativy Innovate Advanced Concepts agentura k dalšímu studování vybrala celkem 25 experimentálních nápadů, které by mohly transformovat kosmický výzkum. Nejdeme mezi nimi i roje malých kosmických teleskopů, který by mohly v duchu dronů měnit tvar a dosáhnout v důsledku až kilometrové velikosti objektivu, stejně jako koncept vrtání do nitra asteroidů pro odhalení jejich složení.
Namísto položení jaderné nálože do nitra bludného balvanu by takový projekt mohl zajímat kosmické těžaře, znalost složení asteroidů by však řekla mnohé i pro planetární ochranu jako takovou.
Různé přístupy
O tom, nakolik je výzkum umělé magnetosféry v plenkách, svědčí skutečnost, že studie příliš neřešila ochranu plavidel před slunečními bouřemi. Ty jsou přitom pro posádky rizikovější a budou i hlavní překážkou při letu k Marsu.
MDT se ovšem zabývá spíše dlouhodobějším pobytem posádky v kosmu, než při letu na Mars – jde vlastně o jeden z prvních reálných kroků pro potenciální lety k Jupiteru či Saturnu, popřípadě dále. Jelikož i marťanská mise se dle vize NASA přinejlepším odehraje k roku 2040, netřeba s výzkumem štítu příliš chvátat.
NASA ale není jediná, kdo se tématem umělé magnetosféry zabývá. Na teoretické bázi je koncept už poměrně protřelou vizí, problémem však je, jak jej zefektivnit do té míry, aby se vytváření umělé magnetosféry obešlo bez stotunových konstrukcí a vlastních jaderných reaktorů. Výzkumu v praxi se tak věnuje i laboratoř CERN ve spolupráci s Evropskou kosmickou agenturou – právě zdejší supravodivé magnety bude ostatně využívat demonstrátor NASA.
Technologie nakonec nemusí sloužit jenom astronautům. Loňská práce rovněž z dílny NASA vypočítala, že "záložní" magnetosféra vybudovaná ve vesmíru by nám mohla ušetřit škody vzniklé nevyhnutelnou Carringtonovou událostí, tedy velmi silnou sluneční bouří, která pronikne i skrze přirozenou pozemskou magnetosféru. A podobná umělá magnetosféra by snad mohla zrychlit i teraformaci Marsu.
Nakonec se však nabízí i další alternativní přístupy. Technologický ředitel NASA Douglas Terrier loni zmínil, že studovat se bude i možnost vybavit astronauty vyšší odolností vůči radiaci skrze modifikaci jejich DNA.
O něco méně sofistikovaný přístup k radiační ochraně pak měla před několika lety vize mise Inspiration Mars, kterou na rok 2018 navrhoval milionář Dennis Tito, první kosmický turista. Modifikovaná loď Orion totiž měla dvoučlennou posádku ubytovat v nafukovacím modulu – jehož stěny by postupně vystlaly výměšky posádky. Voda, kterou obsahují i fekálie, je totiž proti radiaci překvapivě efektivní.
Elon Musk, který by k Marsu rád letěl snad již za šest let, se prozatím o radiační ochraně posádky příliš nezmiňoval. Je tak možné, že má momentálně podobný přístup jako jiný proponent marťanské mise Robert Zubrin – totiž krom základní pasivní ochrany radiaci neřešit, a jednoduše přijmout riziko s cestami do kosmu spojené.
Informace o výzkumu oznámil web NASA.