Pełna moc na osłony dla misji załogowej na Marsa

Poziom promieniowania jonizującego może być w kosmosie nawet 100-krotnie wyższy niż na Ziemi, jednak istnieje tylko kilka skutecznych sposobów ograniczania napromieniowania: zwiększenie odległości od źródła promieniowania, skrócenie czasu narażenia i ekranowanie. W kontekście podróży kosmicznych odległość nie gra roli, ponieważ promieniowanie kosmiczne jest izotropowe (niezależne od kierunku). Z kolei plany eksploracji i kolonizacji wiążą się raczej z wydłużaniem niż ze skracaniem czasu narażenia na promieniowanie.

Najprostszym środkiem zapobiegawczym są osłony, ale obecnie dostępne materiały w relatywnie niewielkim stopniu ograniczają wpływ wysokoenergetycznego promieniowania kosmicznego. Naukowcy pracujący w ramach finansowanego ze środków UE projektu "Space radiation superconductive shield" (SR2S) eksperymentują z nadprzewodnikami, które pozwoliłyby stworzyć osłonę magnetyczną odchylającą promieniowanie kosmiczne w podobny sposób, jak własne pole magnetyczne Ziemi.

Oplot z przewodu przenoszącego ładunek elektryczny będzie generować pole magnetyczne 3000 razy silniejsze od pola magnetycznego Ziemi, otaczając nim pojazd kosmiczny. Pole będzie mieć średnicę około 10 m. Partnerzy projektu sugerują, że zapewnienie załogowym pojazdom kosmicznym takiej ochrony przed promieniowaniem jonizującym jest konieczne dla powodzenia misji eksploracji Marsa i ewentualnego osadnictwa na jego powierzchni.

Generowanie takiego pola magnetycznego mogłoby jednak wymagać znacznych ilości energii, a tę trzeba w pojazdach kosmicznych oszczędzać. Naukowcy z projektu SR2S postanowili przyjrzeć się nadprzewodnikom, czyli materiałom, przez które prąd elektryczny przepływa bez oporu, gdyż pozwoliłyby one utrzymywać ładunek osłony bez dodatkowego zasilania. Osłona magnetyczna ładowana energią słoneczną mogłaby utrzymywać ładunek przez wiele lat.

Przestrzeń kosmiczna jest przy tym idealnym środowiskiem do zastosowania nadprzewodników, które wymagają bardzo niskich temperatur. Dla potrzeb projektu SR2S wybrano dwuborek magnezu. Jest to niedawno odkryty związek wykazujący właściwości nadprzewodzące już w panującej w przestrzeni kosmicznej temperaturze 10 K, co eliminuje konieczność chłodzenia ciekłym helem.

Cewka nadprzewodząca będzie się jednak minimalnie nagrzewać od strony naświetlanej promieniami Słońca, przez co traciłaby swoje właściwości nadprzewodzące. Z tego względu wśród wyników projektu SR2S znalazły się też lekkie kriosystemy o niskim poborze energii, które zapewnią chłodzenie cewki. Planowana misja załogowa na Marsa stanowi wyjątkowy bodziec dla postępu technicznego, którego owoce będą w pierwszej kolejności przydatne na Ziemi.