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.
Supravodivý magnetický štít pro astronauty je ve vývoji

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, Zdroje energie, Komet, Magnesium, Trek, Voyager, Star Trek

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

Pojďme programovat elektroniku: Postavíme si titěrnou Wi-Fi meteostanici s lepším teploměrem než Netatmo

Pojďme programovat elektroniku: Postavíme si titěrnou Wi-Fi meteostanici s lepším teploměrem než Netatmo

** Dnes se podíváme na maličkou Wi-Fi destičku Wemos D1 mini ** A připojíme k ní barometrický a teplotní shield ** Poběží na ní web a nabídne i JSON API

18.  6.  2017 | Jakub Čížek | 28

Jak vybrat monitor k počítači: nenechte se zlákat nepodstatnými parametry

Jak vybrat monitor k počítači: nenechte se zlákat nepodstatnými parametry

** Na jaké parametry se zaměřit a kde vás výrobci chtějí nachytat ** Monitory se stále více specifikují pro konkrétní určení ** Náročný hráč nebo profesionální grafik mají různé požadavky

20.  6.  2017 | Tomáš Holčík | 31

Dlouhodobý test HTC Vive: co vám recenze o virtuální realitě neřeknou

Dlouhodobý test HTC Vive: co vám recenze o virtuální realitě neřeknou

** Ani hry se sebelepší grafikou vás nevtáhnou tolik, jako ve virtuální realitě ** Pro sledování filmů není VR ani zdaleka ideální ** I první generace je skvělá, stále však působí jako prototyp

20.  6.  2017 | Stanislav Janů | 22

Jak unikají informace o nových iPhonech? Třeba podprsenkami čínských pracovnic

Jak unikají informace o nových iPhonech? Třeba podprsenkami čínských pracovnic

** Na černém trhu mohou zaměstnanci továren za kradené součástky inkasovat částku ve výši ročního platu ** Velké množství informací je vyneseno i z centrály Applu ** Díly jsou pašovány v botách, podprsenkách i odpadem

21.  6.  2017 | Stanislav Janů | 24


Aktuální číslo časopisu Computer

Bojujeme proti Fake News

Dva velké testy: fotoaparáty a NASy

Co musíte vědět o změně evropského roamingu

Radíme s výběrem základní desky