211service.com
Spin-off av rymdstationen skulle kunna skydda Mars-bundna astronauter från strålning
Det är svårt att tänka på många spin-offs från projektet på 100 miljarder dollar för att bygga och lansera den internationella rymdstationen. Faktum är att det har gjorts mycket lite på ISS som inte är fokuserat på att bara hålla saken i omloppsbana.
Ett undantag är Alpha Magnetic Spectrometer, som bland annat är designad för att avgöra om kosmiska strålar är gjorda av materia eller antimateria.
Spektrometern består av en jättemagnet som avleder laddade partiklar och ett antal detektorer som kännetecknar dessa partiklars massa och energi. Den skruvades fast vid ISS förra året och bombarderas för närvarande av cirka 1000 kosmiska strålar per sekund.
Idag säger Roberto Battiston vid universitetet i Perugia i Italien och några kompisar att tekniken som utvecklats för spektrometern skulle kunna användas för att skydda astronauter från strålning under långvariga rymdfärder i framtiden.
Resan till asteroiderna, Mars eller bortom plågas av tekniska problem. Bland de mest utmanande är att hitta ett sätt att skydda människor från de högenergipartiklar som annars skulle höja strålningsnivåerna till oacceptabla nivåer.
På jorden skyddas människor av atmosfären, jordens massa och jordens magnetfält. I låg omloppsbana om jorden tappar astronauter skyddet av atmosfären och strålningsnivåerna är följaktligen högre med två storleksordningar.
I rymden förlorar astronauter den skyddande effekten av jordens massa och dess magnetfält, vilket höjer nivåerna ytterligare fem gånger och över de acceptabla gränserna som människor kan motstå under de 18 månader eller så det skulle ta att komma till Mars eller asteroiderna.
Ett självklart sätt att skydda astronauter är med ett artificiellt magnetfält som skulle styra bort laddade partiklar. Men tidigare studier har kommit fram till att vanliga magneter skulle vara för stora och tunga för att vara praktiska på ett rymduppdrag.
Supraledande magneter är dock mer kraftfulla, effektivare och mindre massiva. De är mycket bättre kandidater för att skydda människor.
Det enda problemet är att ingen har byggt och testat en supraledande magnet i rymden.
Det är där Alpha Magnetic Spectrometer kommer in. Denna maskin designades och byggdes med en supraledande magnet som kan arbeta i rymden.
Nu har Battiston och co använt kunskapen och erfarenheten från att bygga den här maskinen för att studera hur den kan användas på ett rymduppdrag för människor. Till exempel använder de mjukvaran som utvecklats för att simulera beteendet hos de supraledande magneterna på spektrometern för att studera hur ett mänskligt klassat system kan fungera.
Detta simulerar inte bara det magnetiska fältet utan också de krafter det genererar och hur de är fördelade, en viktig faktor i supraledande system.
I synnerhet jämför de två olika konstruktioner för hur trådar lindas på magneten - en med vanliga torroidala lindningar och en annan med en dubbel spirallindning.
Deras slutsats är att dubbelspiralen erbjuder betydande fördelar på grund av hur krafterna fördelas inom den. Dessa skulle kräva mindre externt stöd, vilket skulle minska massan av hela systemet.
Det är ett potentiellt intressant projekt – den internationella rymdstationen har alltid betraktats som en språngbräda till solsystemet, så det är lämpligt att dess teknologi kan utgöra en grund för framtida uppdrag.
Detta är dock inte hela historien. Vad Battiston och co misslyckas med att nämna är att efter 15 års design och testning till en kostnad av coola 2 miljarder dollar kunde det supraledande magnetsystemet påstås inte göras tillräckligt tillförlitligt för att flyga i rymden. Till slut fick den hastigt ersättas med permanentmagneter bara några månader innan rymdfärjan körde ut den i rymden förra året.
NASA och andra rymdorganisationer har alltid vetat att det är svårt och dyrt att skicka ut människor i rymden. Vad de har misslyckats med att förstå är att de måste spendera mer och mer för att göra mindre och mindre.
Alpha Magnetic Spectrometer är ett exempel. Den enda betydande vetenskap som görs på ISS för 100 miljarder dollar är med spektrometern. Och den enda anledningen till att den är kopplad till ISS är på grund av den kraft som den skulle behöva för sin ursprungliga supraledande design: bara solpanelerna på ISS kunde ge tillräckligt, fick vi veta. Människans närvaro är mer eller mindre irrelevant.
Kanske skulle framtida system kunna göras tillförlitliga nog för att skydda människor. De kan till och med göras tillräckligt lätta för att kunna skjutas upp i rymden. Men det verkar inte troligt att de kan göras tillräckligt billiga för att vara försvarliga på kort till medellång sikt.
Här är slutsatsen: människor är en dyr last som tillför lite eller något värde när det kommer till vetenskap i rymden.
Så budskapet är tydligt – om vi vill ha den bästa avkastningen från våra rymdbundna pengar är vi bättre på att skicka robotar under överskådlig framtid. Och de behöver inte någon form av magnetiskt skydd - supraledande eller annat.
Ref: arxiv.org/abs/1209.1907 : ARSSEM: Aktiv strålningssköld för rymdutforskningsuppdrag