Pronađen štit za putovanja kroz svemir

ZVJEZDANE STAZE
Pronađen štit za putovanja kroz svemir



Na međuplanetarnim putovanjima astronauti će biti izloženi smrtonosnim zrakama, međutim, novo istraživanje pokazuje da bi im zaštitu mogao pružiti jednostavan magnet

NASA se s pravom bojala poslati ljude na Mars jer se na takvim putovanjima izlažu opasnim visokoenergetskim zračenjima Sunca, no čini se da je tom strahu konačno došao kraj zahvaljujući otkriću znanstvenika iz Rutheford Appleton Laboratory (RAL) nedaleko od Oxforda.

Ako se rezultati potvrde, prvi međuplanetarni putnici vrijeme bi mogli kratiti promatranjem prekrasne blistave aurore koja će okruživati njihovu letjelicu, a nastajat će u srazu zračenja Sunca sa štitom koji će stvarati običan magnet veličine palca smješten u središtu svemirskog broda.

Koncept na kojem se temelji ideja tima iz RAL-a star je koliko i Zemlja. Naime, život na našem planetu od zračenja štiti tzv. magnetosfera. Središte Zemlje sastavljeno je od rastopljenog željeza. Njegova rotacija stvara magnetsko polje koje pak odbija opasne solarne vjetrove. U blizini polova ovaj sraz očituje se kao aurora.

Da nema štita magnetosfere, visokoenergetske čestice prolazile bi kroz organizme i utjecale na stanične mehanizme, a složeni oblici života vjerojatno se ne bi mogli održati.
Na putovanjima do Marsa astronauti bi morali napustiti zaštitu magnetosfere i izložiti se zračenju solarnih vjetrova koje je oko 1.000 puta snažnije od onoga koje je oslobođeno eksplozijama bombi u Hiroshimi i Nagasakiju.

'Svemirsko zračenje smatrano je jedinom zaprekom u istraživanju svemira', rekla je Ruth Bamford iz RAL-a. 'Naš eksperiment pokazuje da možda postoji način da se show nastavi.'
Za djelotvornim štitom traga se već desetljećima. Još je njemački znanstvenik, Werhner von Braun, pionir raketne tehnologije i programa Apollo 60-ih razmišljao o mogućnosti da se upotrijebi magnetsko polje. Kasnije je odbacio ideju jer je bio uvjeren da bi za tu svrhu bio neophodan previše veliki magnet. No istraživanja Mjeseca pokazala su da nije bio u pravu.

'U početku smo mislili da u Sunčevom sustavu magnetosferu imaju samo tijela dovoljno velika da u njima postoji rastopljena željezna jezgra. Međutim, pokazalo se da je Sunčev sustav pun malih ali iznenađujuće snažnih magnetnih štitova', objasnila je Bamford.

'Prije svega ima ih nekoliko na Mjesecu. Čestice solarnih vjetrova postupno su zatamnile veći dio Mjeseca, no neka su područja ostala svijetla. 1998. NASA-in Lunar Prospector preletio je iznad jednog takvog kraja. Sonda je letjela samo 18 km iznad površine kada su osjetljivi instrumenti zabilježili da je prošla kroz silnice magnetskog polja i ušla u svojevrsnu pećinu u kojoj je registriran značajan pad koncentracije opasnih čestica solarnog vjetra. Ušla je u minijaturnu magnetosferu kroz koju se solarni vjetrovi nisu mogli probiti', objasnila je Bamford. Ovo područje nastalo je najvjerojatnije u udaru meteora koji ga je trajno magnetizirao.

Polje koje je otkrio Lunar Prospector široko je nekoliko stotina kilometara i uzdiže se desecima kilometara uvis. U njemu su stijene ostale zaštićene od solarnih vjetrova milijardama godina. Slične pojave zabilježene su i na Marsu, ali i na asteroidima Ida i Gaspra.

Znanstvenici su konačno predstavili zanimljiv mehanizam koji odbija solarne vjetrove i testirali ga u laboratoriju.

Kad nabijene čestice udare u magnetsko polje, suočene su sa silom okomitom na silnice. Inercija ih tjera naprijed, međutim, ne kreću se ravno, već u spiralama oko silnica s karakterističnim polumjerom koji se zove Larmorov radijus. On ovisi o snazi polja, masi i naboju čestice te o brzini kojom se kreće. Teorijski, za proton je taj radijus između 20 i nekoliko stotina kilometara. To znači da bi se magnetosfera trebala prostirati isto toliko kilometara da bi pružila zaštitu. U praksi, međutim, to nije tako. Zašto?

Budući da je solarni vjetar i sam plazma sastavljena od nabijenih čestica, i on ima magnetsko polje. Kada se ono sudari s poljem nekog svemirskog tijela, popušta solarni vjetar čije je magnetsko polje stvoreno česticama koje se slobodno kreću.

Osim toga neki dijelovi solarnog vjetra lakše se skreću od drugih. Pozitivno nabijeni protoni imaju oko 2.000 puta veću masu od negativno nabijenih elektrona te je elektrone lakše skrenuti. Elektroni se tako zadržavaju na površini magnetnog mjehura, dok protoni prodiru dublje. Ovo razdvajanje naboja stvara pak snažno električno polje, milijunima puta snažnije od magnetskog polja iz kojeg je nastalo. Ovo električno polje kasnije skreće solarne vjetrove.

Upravo ovu pojavu britanski je tim nedavno po prvi put zabilježio u laboratoriju u RAL-u. Bombardirajući maleni magnet od samo 2,5 cm plazmom nadzvučne brzine stručnjaci su otkrili da nijedna čestica nije dospjela do njega.

http://www.tportal.hr/vijesti/svijet/79745/Pronaden-stit-za-putovanja-kroz-svemir.html