Supravodivý magnetický štít pro astronauty je ve vývoji

Pro dlouhé cesty vesmírem není naše tělo vybaveno žádnou ochranou proti vysokoenergetickým částicím. Vědci ale pracují na magnetickém štítu pro skafandry i loď.

Trochu jsme na to narazili ve starším článku o tom, jak radiace zabíjí v běžném životě. Zatímco na Zemi jsme před vysokoenergetickým částicemi poměrně dobře chráněni magnetosférou a atmosférou, ve vesmíru už to tak není. Stejně to platí i na Marsu a dalších planetách či měsících.

Člověk je tak v těchto podmínkách vystaven radiaci, která velmi výrazně zvyšuje riziko poškození tkáně a vznik rakoviny a dalších mutací. Jestli ale chceme cestovat do vesmíru na delší dobu a třeba jednou chodit i po Marsu, potřebujeme tělo astronautů dostatečně chránit.

Supravodič jako základní materiál

K vytvoření magnetického štítu, který by dokázal chránit před vysokoenergetickými částicemi, je potřeba více než běžný vodič. Silný magnetický štít sice není těžké vyrobit, ale v případě integrace do skafandru je potřeba dostat efektivitu na zcela novou úroveň. Skafandry nemají neomezený zdroj napájení, vše musí běžet dostatečně dlouho pouze na integrované baterie. Navíc štít nebude jediná technologie, která ve skafandru spotřebovává energii.

Vědci a inženýři z týmu projektu SR2S (Space Radiation Superconductive Shield) k výzkumu používají supravodič MgB2 (Magnesium Diboride), který byl ve formě drátu vytvořen v CERNu pro jeden z projektů LHC (High Luminosity Cold Powering). Může být tak velmi dobře použit jak pro efektivní přenos elektrické energie s minimální ztrátou i na větší vzdálenosti, ale i k vytvoření silného magnetického pole.

Klepněte pro větší obrázek
Ukázka navinutí supravodivého kabelu (Zdroj: SR2S)

Supravodivost u tohoto materiálu nastává už při teplotě -234 stupňů Celsia. Další výhodou je poměrně nízká cena a nejnižší hmotnost oproti jiným typům supravodičů. Právě zmíněná hmotnost je přitom důležitá pro nasazení ve vesmíru, protože vynesení 1 kg materiálu do vesmíru stojí v současnosti kolem 15 000 dolarů (přibližně 450 000 Kč s DPH). I když je třeba upozornit na to, že se Elon Musk snaží v rámci Space X dostat mnohem níže.

Prototyp magnetického štítu ve skafandru

Ve vývoji je použití tohoto materiálu pro účely vytvoření magnetického štítu přímo v rámci skafandru. Cívka se supravodičovým materiálem je nyní ve fázi testování a hlavním cílem je nejprve ověřit, zda řešení na bázi těchto materiálů je dostatečně efektivní pro ochranu ve vesmíru. Právě vytvoření dlouhého kabelu ze supravodivého materiálu v kombinaci s hliníkem a titanem byl jeden z klíčových milníků.

Klepněte pro větší obrázek
Ve vesmíru astronauty nic nechrání před vysokoenergetickými částicemi (Zdroj: K. Anthony, CERN)

Aktivní štít ve skafandru umožní astronautům bezpečné návštěvy vesmíru, ale také planet, které nemají žádnou formu ochrany. Štít by měl být až 3 000x silnější než jaký poskytuje Země a navíc ho půjde zabudovat i do samotné konstrukce vesmírné lodi. Výsledný štít by měl vytvořit odolné magnetické pole v oblasti deseti metrů okolo supravodivého kabelu. Množství částic které projdou štítem bude už tak malý, že to nebude znamenat zvýšené riziko poškození organismu.

Bez štítů to nepůjde

Ochrana těla je důležitá nejen v případě skafandrů, ale i celé lodi, kde se astronauti běžně pohybují. V případě cesty na Mars bude jenom výprava tam trvat přibližně půl roku, je ale nutné počítat i s tím, že nějakou dobu budou na místě a posléze možná zamíří i zpět. I v počátečních fázích cestování po naší sluneční soustavě tak může jít o roky.

Klepněte pro větší obrázek
Simulace vysokoenergetických částic bombardujících naší Zemi

Vysokoenergetické částice jsou ale samozřejmě nebezpečné i pro současnou elektroniku. I když jsou kritické čipy pro řízení lodí vybavené radiační ochranou, štít pro celou loď je dobrý i pro vnitřní zařízení.

Klepněte pro větší obrázek
Reprezentace štítu lodi Voyager (Zdroj: Star Trek)

Z vědeckofantastických příběhů jsme zvyklí na silné elektromagnetické štíty, které dokáží zastavit i větší objem hmoty – ať už jde o střelu nebo třeba kometu. Pro takové štíty by bylo ale zapotřebí obrovské množství energie. Ze začátku se tak budeme muset spokojit alespoň s magnetickými štítem, který zastaví většinu miniaturní částic.

Témata článku: Technologie, Skafandry, Horizons, Sluneční energie, Střela, Neomezené zdroje, Magnesium, Efektivní přenos, Astronaut, Zvýšené riziko, Voyager, Zdroje energie, Štít, Skafandr, Vývoj, Komet, Cívka, New Horizons, Trek, Star Trek, Space X

42 komentářů

Nejnovější komentáře

  • dolph1888 14. 9. 2015 10:21:12
    Opravím, jak správně podotkl Jan Matěj, StartTrek nebo StarGate neoperují...
  • Jan Matěj 9. 8. 2015 23:18:40
    Srovnávat to se sci-fi není zrovna šťastné. Magnetický štít poslouží dobře...
  • Ulán Bátar 9. 8. 2015 17:14:24
    Teď jen, aby se to opravdu využilo.
Určitě si přečtěte

Země se jenom o vlásek vyhnula věčnému zmrznutí

Země se jenom o vlásek vyhnula věčnému zmrznutí

** Země po většinu doby své existence zmrzlá rozhodně nebyla ** Podle nového výzkumu tomu však unikla jen o vlásek ** Kdyby totiž byla jenom o 15 procent dále od Slunce, tak by prý kompletně celá zamrzla

20.  9.  2017 | Stanislav Mihulka | 9

Hacknutý CCleaner je mnohem zákeřnější, než se zdálo. Update na novou verzi nestačí, proveďte obnovu systému

Hacknutý CCleaner je mnohem zákeřnější, než se zdálo. Update na novou verzi nestačí, proveďte obnovu systému

** Chyba v CCleaneru je závažnější, než se zdálo ** Update na novou verzi nemusí stačit ** Přinášíme detaily

21.  9.  2017 | Stanislav Janů | 62

Americká armáda si pořizuje nové švédské pancéřovky Carl Gustav

Americká armáda si pořizuje nové švédské pancéřovky Carl Gustav

** Pancéřovky Carl Gustav jsou přenosné bezzákluzové protipancéřové zbraně ráže 84 mm se sofistikovanou optikou ** Jejich první verze byla vyrobena již v roce 1946 ** Mj. si je oblíbili i v americké armadě

21.  9.  2017 | Stanislav Mihulka

CCleaner: Ještě větší průšvih, než jsme si mysleli

CCleaner: Ještě větší průšvih, než jsme si mysleli

** Nejprve to vypadalo jako vážný, ale jen izolovaný problém ** Pak se to nafouklo do obřích rozměrů ** CCLeaner má problém a Avast ostudu

23.  9.  2017 | Jakub Čížek | 24

Takto vypadá pokládání superkabelu Marea. Pod mořem jím poteče 160 Tb/s

Takto vypadá pokládání superkabelu Marea. Pod mořem jím poteče 160 Tb/s

** Kabel spojí Španělsko a Virginii kapacitou 160 Tb/s ** Jeho položení trvalo jen pět měsíců ** Není o moc tlustší než zahradní hadice

Včera | Stanislav Janů | 19


Aktuální číslo časopisu Computer

Vyplatí se ještě těžit kryptoměny?

Velký test studentských notebooků

Test pěti levných soundbarů

Nejlepší chytré hodinky