На захисті не економлять?

Захистити космонавтів від загибельної радіації під час далеких перельотів допоможуть надпровідники?

Практична віддача від більш ніж 100 млрд доларів, які людство витратило на МКС, на жаль, не настільки значна. Незважаючи на величезну кількість експериментів і спостережень, які проходять на борту і за бортом станції, майже всі ресурси і всі зусилля працюючих з нею фахівців йдуть на підтримку її в працездатному стані, а космонавтів - в доброму здоров'ї.

Втім, не все так безглуздо. Наприклад, на МКС працює унікальний магнітний альфа-спектрометр (AMS), прилад, призначений для спостереження за складом космічних променів, у тому числі (ймовірно) частинок антиматерії, що входять до неї. AMS являє собою значний постійний магніт, що відхиляє траєкторії руху заряджених частинок, а також цілий набір детекторів, що дозволяють встановлювати характеристики цих частинок. У нинішньому вигляді AMS встановили на МКС майже півтора року тому, і відтоді щомиті фіксують тисячі частинок космічного випромінювання.

І ось днями велика міжнародна група вчених запропонувала використовувати цю технологію для зовсім іншого завдання: не для вивчення випромінювання, а для захисту від нього. Тим більше що космонавти майбутнього, які будуть здійснювати далекі перельоти в областях, не захищених атмосферою і (як орбіта МКС) геомагнітним полем Землі, зіткнуться з радіаційною небезпекою у всій її силі. Вже на низькій орбіті МКС рівень радіації на порядки вищий, ніж біля поверхні Землі. А в глибокому космосі вони зашкалять далеко за допустимі межі. Так що, перш ніж відправляти експедицію на Марс або на астероїд, вирішити цю задачу доведеться обов'язково.

Перше, що спадає на думку, - відхиляти заряджені частинки випромінювання потужним магнітним полем, яке буде штучно створюватися на космічному кораблі. Однак перші ж дослідження в цьому напрямку показали, що звичайний постійний магніт на зразок того, що використовується в спектрометрі AMS, знадобиться досить масивний, що зводить нанівець практичність цього простого варіанту. З іншого боку, сьогодні широко відомі і застосовуються електромагніти, в тому числі і надпровідні, які створюють магнітне поле при проходженні через них електричного струму. Вони дозволяють домогтися куди більшої ефективності при меншій масі. Питання лише в тому, як вони поведуть себе в космосі, де такі установки поки ще ніхто ніколи не відчував.

Це питання і розглянули вчені в першому наближенні, провівши комп'ютерне моделювання роботи надпровідного магніту в космосі. Зокрема, вони випробували таким чином дві можливі конфігурації такого електромагніту, «звичайної» тороїдальної форми і у формі подвійної спіралі. Саме останній варіант виявився кращим, оскільки дозволяло домогтися максимальної ефективності.

Здавалося б, розробка може починатися - якщо не один важливий факт. Цілих 15 років і 2 млрд доларів знадобилося для створення надпровідної системи для AMS, і в результаті все одно в цілях більшої надійності і довговічності її були змушені замінити на звичайний постійний магніт.

Публікація MIT Technology Review/Physics ArXiv Blog