Η ιοντική ασπίδα για τα διαπλανητικά διαστημόπλοια είναι πλέον πραγματικότητα

Πηγή: PhysOrg, 5 Νοεμβρίου 2008

Βρετανοί επιστήμονες εφεύραν μια μίνι-μαγνητόσφαιρα για να προστατεύσει τους αστροναύτες κατά τη διάρκεια των ηλιακών καταιγίδων. Μιμούμενοι το φυσικό προστατευτικό περιβάλλον της Γης, οι ερευνητές έχουν κατασκευάσει σε μικροκλίμακα μια προστατευτική μαγνητική φυσαλίδα αφενός ενεργειακά αποδοτική και αφετέρου πολύ ισχυρή ασπίδα η οποία εκτρέπει τα επικίνδυνα σωματίδια.

Οι αστροναύτες του προγράμματος Απόλλων στις δεκαετίες του 1960 και 70 που περπάτησαν στο Φεγγάρι και στο διάστημα είναι οι μόνοι άνθρωποι που βρέθηκαν μακριά από τη φυσική ασπίδα της Γης, την γήινη μαγνητόσφαιρα. Αλλά τα ταξίδια αυτά κρατούσαν το πολύ 8 μέρες και ήταν πιθανόν να μην συναντήσουν ιδιαίτερα ηλιακές καταιγίδες. Φυσικά ένα ταξίδι στον Άρη - διάρκειας 18 μηνών τουλάχιστον - είναι σχεδόν βέβαιο ότι οι αστροναύτες θα διασταυρωθούν με ηλιακές θανατηφόρες καταιγίδες.

Όμως το διαστημικό ταξίδι κατά τη διάρκεια μιας ηλιακής καταιγίδας μόλις 'έγινε' λίγο λιγότερο ριψοκίνδυνο. Επιστήμονες στη Βρετανία που εργάζονται στο Εργαστήριο Rutherford κοντά στην Οξφόρδη και σε άλλα πανεπιστήμια έχουν δοκιμάσει μια μίνι-μαγνητόσφαιρα που περιβάλλει ένα μοντέλο διαστημικού οχήματος στο εργαστήριο. Αποδεικνύεται ότι το μοντέλο τους προσφέρει σχεδόν απόλυτη προστασία από τα ηλιακά σωματίδια με υψηλή ενέργεια. 

Εικόνα φορτισμένων σωματιδίων ενός θαλάμου φυσαλίδων που εκτρέπονται από ένα μαγνητικό πεδίο (CERN)

Αυτό το εκπληκτικό επίτευγμα είναι ένα μεγάλο βήμα για την προστασία των ευαίσθητων ηλεκτρονικών συσκευών και του ευαίσθητου ανθρώπινου σώματος από τα αποτελέσματα της ραδιενέργειας, στις μακρινές επανδρωμένες αποστολές για άλλους πλανήτες.

Μπορεί να ακούγεται σαν επιστημονική φαντασία, αλλά οι μελλοντικοί αστροναύτες μπορεί να δίνουν διαταγή: "Σηκώστε τις Ασπίδες" αν αυξηθούν οι ηλιακές καταιγίδες κατά τη διάρκεια του ταξιδιού των 60 εκατομμυρίων χιλιομέτρων προς τον Άρη.

Το Ιανουάριο του 2008, ο Ruth Bamford (επικεφαλής ερευνητής από το Εργαστήριο Rutherford Appleton) είχε δημιουργήσει μια μίνι έκδοση μιας μαγνητικής ασπίδας που δρούσε ως "φυσαλίδα" σε ένα ρεύμα ιόντων. Καθώς τα ιόντα είναι φορτισμένα, θα μπορούσαν να απομακρυνθούν από ένα μαγνητικό πεδίο, γι αυτό και το μαγνητικό πεδίο θα δρα ως φράγμα για να αποτρέψει τις διαδρομές αυτών των ιόντων γύρω από το διαστημόπλοιο που περιβάλλεται από το μαγνητικό πεδίο. Το μόνο που έπρεπε να γίνει ήταν να κατασκευαστεί σε κλίμακα αυτή η ιδέα και στη συνέχεια να τοποθετήσουν ένα διαστημόπλοιο στο μέσο του προστατευόμενου χώρου.

Τον Ιανουάριο η πρόταση τους είχε ένα μεγάλο μειονέκτημα. Ήταν η μεγάλη ποσότητα της ενέργειας που χρειαζόταν για να τροφοδοτήσει το σύστημα. Για να φτιαχτεί μία σταθερή μίνι μαγνητόσφαιρα στο μέγεθος του διαστημόπλοιου χρειάζεται μια τεράστια ποσότητα ηλεκτρικής ενέργειας ή θα πρέπει να ήταν η μαγνητόσφαιρα ιδιαίτερα αποδοτική και συμπαγής για να μην ξοδεύεται τόση ενέργεια. Και η δεύτερη λύση - καθώς αφορά μεγάλα διαστημικά ταξίδι - ήταν η πιο σωστή που έπρεπε να εξετάσουν οι επιστήμονες. Η μίνι-μαγνητόσφαιρα θα έπρεπε να είναι μια πολύ αποδοτική συσκευή.

Το διαστημόπλοιο USS Enterprise είχε ειδικές ασπίδες για πολλές χρήσεις

Έντεκα μήνες όμως αργότερα φαίνεται ότι η βρετανική ομάδα έχει βρει την απάντηση στο πρόβλημα της ενέργειας. Σε μια δημοσίευση τους στο περιοδικό Plasma Physics and Controlled Fusion, γράφουν ότι έχουν επινοήσει ένα σύστημα που δεν θα είναι μεγαλύτερο από ένα μεγάλο γραφείο, ενώ θα χρησιμοποιεί την ίδια ενέργεια με ένα ηλεκτρικό βραστήρα. Δύο μίνι μαγνητόσφαιρες θα περιέχονται μέσα σε δύο μίνι δορυφόρους, οι οποίοι θα βρίσκονται έξω από το κύριο διαστημόπλοιο. Όταν θα υπάρχει μια αύξηση στην ηλιακή ροή του ανέμου, ή όταν πλησιάζει ένα νέφος ιδιαίτερα ενεργητικών σωματιδίων λόγω μιας έκλαμψης ή μιας στεφανιαίας εκτίναξης μάζας (CME), οι δύο μαγνητόσφαιρες μπορούν να 'ανάβουν' και τα ηλιακά ιόντα θα εκτρέπονται μακριά από το διαστημόπλοιο.

Τα πρώτα πειράματα έχουν δείξει ότι η μαγνητική 'ασπίδα' θα σώζει τους αστροναύτες από τις θανατηφόρες ηλιακές καταιγίδες, λέει ο Ruth Bamford.

Ο Bob Bingham, θεωρητικός φυσικός στο Πανεπιστήμιο του Strathclyde, αναλύει γιατί αυτή η τεχνολογία είναι σημαντική:

"Οι ηλιακές καταιγίδες και οι άνεμοι είναι ένας από τους μεγαλύτερους κινδύνους για τα ταξίδια στο βαθύ διάστημα. Αν κτυπήσει μία τέτοια καταιγίδα όχι μόνο θα καταστρέψει τα ηλεκτρονικά είδη του διαστημόπλοιου αλλά οι αστροναύτες θα μοιάζουν σαν να έχουν ψηθεί στο φούρνο. Θα ήταν σαν να ήταν κοντά στην έκρηξη της Χιροσίμα. Το δέρμα τους θα ήταν καμένο, τα μαλλιά και τα δόντια των αστροναυτών θα είχαν πέσει και τα εσωτερικά όργανα θα είχαν μεγάλες βλάβες. Το σύστημα αυτό των βρετανών φυσικών δημιουργεί ένα μαγνητικό πεδίο σαν φυσαλίδα που θα απομακρύνει την επικίνδυνη ακτινοβολία μακριά από το διαστημικό όχημα ".

Ο Bingham πρόσθεσε ότι η ομάδα κατοχύρωσε με δίπλωμα ευρεσιτεχνίας αυτή την τεχνολογία και ελπίζει σε πέντε χρόνια να έχει φτιάξει ένα πρωτότυπο σε πλήρες μέγεθος.