Astronotları koruyabilecek bir elektromanyetik kalkan sanatçı Illustration. Fotoğraf kredisi: Hubble. Büyütmek için tıklayın.
Karşı suçlamalar çekiyor. Suçlamalar gibi itmek. Elektromanyetizmanın ilk dersidir ve bir gün astronotların hayatını kurtarabilir.
NASA’nın Uzay Keşfi Vizyonu, Mars’a ve ötesine daha da uzun yolculuklara hazırlık olarak Ay’a dönüş çağrısında bulunuyor. Ama potansiyel bir gösterişçi var: radyasyon.
Düşük Dünya yörüngesinin ötesindeki alan, Güneş'ten ve süpernovalar gibi derin galaktik kaynaklardan gelen yoğun radyasyon ile çalkalanır. Ay ve Mars'a giden astronotlar bu radyasyona maruz kalacaklar, bu da kanser ve diğer hastalıklara yakalanma risklerini artıracak. İyi bir kalkan bulmak önemlidir.
Radyasyonla baş etmenin en yaygın yolu, bir nükleer reaktörün etrafındaki kalın betonun yaptığı gibi, onu fiziksel olarak bloke etmektir. Ancak betondan uzay yapmak bir seçenek değildir. (İlginç bir şekilde, Ay'da su bulunabiliyorsa, moondust ve sudan oluşan bir beton karışımından bir ay tabanı inşa etmek mümkün olabilir, ancak bu başka bir hikaye.) NASA bilim adamları alüminyum, gelişmiş plastikler gibi birçok radyasyon engelleyici materyali araştırıyorlar ve sıvı hidrojen. Her birinin kendi avantajları ve dezavantajları vardır.
Bunların hepsi fiziksel çözümlerdir. Fiziksel bir maddeye sahip olmayan, ancak çok fazla koruma gücüne sahip başka bir olasılık daha vardır: bir kuvvet alanı.
Uzaydaki tehlikeli radyasyonun çoğu elektrik yüklü parçacıklardan oluşur: Güneş'ten gelen yüksek hızlı elektronlar ve protonlar ve uzak süpernovalardan gelen büyük, pozitif yüklü atom çekirdeği.
Suçlamalar gibi itmek. Öyleyse neden astronotları, gelen radyasyonla aynı yüke sahip güçlü bir elektrik alanıyla çevreleyerek, radyasyonu uzaklaştırarak korumalısınız?
Birçok uzman, astronotları korumak için elektrik alanlarının yapılabileceğinden kuşkuludur. Ancak Charles Buhler ve John Lane, her ikisi de NASA’nın Kennedy Uzay Merkezi’nde ASRC Aerospace Corporation’da çalışan bilim adamları bunun yapılabileceğine inanıyorlar. İşi, uzak fikirlere yönelik çalışmaları finanse etmek, ay tabanları için elektrik kalkanlarının olasılığını araştırmak olan NASA Gelişmiş Kavramlar Enstitüsü'nden destek aldılar.
Buhler, “Radyasyonu püskürtmek için elektrik alanlarını kullanmak, bilim adamlarının astronotları radyasyondan koruma sorununa bakmaya başladığı 1950'lerde ilk fikirlerden biriydi” diyor. “Gerçi çabucak düştüler, çünkü gerekli olan yüksek voltajlar ve gerekli olacağını düşündükleri garip tasarımlar (örneğin, astronotları iki eşmerkezli metal kürenin içine koymak) böyle bir elektrikli kalkanı pratik yapamazdı.”
Buhler ve Lane’in yaklaşımı farklı. Kavramlarında, bir ay tabanının, tabanın üzerine monte edilmiş yaklaşık 5 metre boyunca yarım düzine kadar şişirilebilir, iletken küre olacaktır. Küreler daha sonra çok yüksek bir statik elektrik potansiyeline kadar şarj edilecektir: 100 megavolt veya daha fazla. Bu voltaj çok büyüktür, ancak çok az akım akışı olacağı için (şarj küreler üzerinde statik olarak duracaktır), şarjı korumak için fazla güç gerekmez.
Küreler ince, güçlü bir kumaştan (Mars Keşif Gezicileri için etkisini hafifleten iniş balonları için kullanılan Vectran gibi) ve altın gibi çok ince bir iletken tabakasıyla kaplanacaktı. Kumaş küreler nakliye için katlanabilir ve daha sonra basitçe bir elektrik yükü ile yüklenerek şişirilebilir; altın tabakadaki elektronların benzer yükleri birbirini iter ve küreyi dışa doğru genişlemeye zorlar.
Küreleri yukarı doğru yerleştirmek, astronotların onlara dokunma tehlikesini azaltacaktır. Kürecilerin düzenini dikkatle seçerek, bilim adamları yerdeki astronotlar ve ekipman üzerindeki etkilerini en aza indirirken radyasyonun geri püskürtülmesindeki etkinliklerini en üst düzeye çıkarabilirler. Bazı tasarımlarda, aslında, zemin seviyesindeki net elektrik alanı sıfırdır, bu nedenle bu güçlü elektrik alanlarından gelebilecek potansiyel sağlık risklerini azaltır.
Buhler ve Lane hala en iyi düzenlemeyi arıyor: Zorluğun bir kısmı radyasyonun hem pozitif hem de negatif yüklü parçacıklar olarak gelmesidir. Küreler, elektrik alanının tabanın çok üstünde negatif (negatif parçacıkları itmek için) ve zemine daha yakın (pozitif parçacıkları itmek için) olacak şekilde düzenlenmelidir. “Zaten işe yarayabilecek üç geometriyi simüle ettik,” diyor Buhler.
Buhler, astronotlara yüzeyi keşfederken koruma sağlamak için “ay arabası” ay roverslerine taşınabilir tasarımlar bile monte edilebilir.
Kulağa harika geliyor, ancak henüz çözülmesi gereken birçok bilimsel ve mühendislik problemi var. Örneğin, şüpheciler Ay'daki elektrostatik bir kalkanın, güneş ultraviyole radyasyonuyla şarj edilen yüzer moondust tarafından kısa devre yapılmasına duyarlı olduğunu belirtiyorlar. Kalkan boyunca esen güneş rüzgarı da sorunlara neden olabilir. Rüzgardaki elektronlar ve protonlar, kalkanı oluşturan kuvvetlerin labirenti tarafından sıkışabilir ve astronotların kafalarının hemen üzerinde güçlü ve istenmeyen elektrik akımlarına yol açabilir.
Buhler, araştırmanın hala başlangıç olduğunu vurguladı. Moondust, güneş rüzgarı ve diğer sorunlar hala araştırılmaktadır. Farklı bir kalkan türünün daha iyi çalışması, örneğin bir süper iletken manyetik alan olabilir. Bu vahşi fikirler henüz kendilerini çözemedi.
Ancak, kim bilir, belki de bir gün Ay ve Mars'taki astronotlar, bir çocuğun bile anlayabileceği basit bir elektromanyetizma prensibi ile korunarak güvenli bir şekilde çalışacaktır.
Orijinal Kaynak: [e-posta korumalı]
