Umetnikov koncept ljudi se je odpravil na Mars. Kreditna slika: NASA Klikni za povečavo
Po branju tega članka morda nikoli več ne bi gledali na vreče za smeti enako.
Vsi uporabljamo plastične vrečke za smeti; so tako pogosti, da jim težko premislimo. Kdo bi torej uganil, da bo v nizko vrečo smeti ključ za pošiljanje ljudi na Mars?
Večina gospodinjskih vreč za smeti je narejena iz polimera, imenovanega polietilen. Različice te molekule se izkažejo za odlične pri zaščiti pred najnevarnejšimi oblikami sevanja v vesolju. Znanstveniki to že dolgo vedo. Težava je poskušala zgraditi vesoljsko ladjo iz lahkih stvari.
Toda zdaj so znanstveniki iz Nasine izumili prelomni material na osnovi polietilena, imenovan RXF1, ki je še močnejši in lažji od aluminija. "Ta nov material je prvi v smislu, da združuje vrhunske konstrukcijske lastnosti z vrhunskimi zaščitnimi lastnostmi," pravi Nasser Barghouty, projektni znanstvenik za NASA-in projekt zaščite vesoljskega sevanja v vesoljskem centru Marshall.
Na Mars v plastični vesoljski ladji? Kolikor se lahko sliši, bi bil to najvarnejši način.
Manj je več
Zaščita astronavtov pred sevanjem v vesolje je velik nerešen problem. Razmislite o misiji na Mars na krovu: povratno potovanje bi lahko trajalo kar 30 mesecev in zahtevalo bi puščanje zaščitnega mehurja zemeljskega magnetnega polja. Nekateri znanstveniki menijo, da bi bili materiali, kot je aluminij, ki zagotavljajo primerno zaščito v zemeljski orbiti ali za krajše izlete na Luno, neprimerni za potovanje na Mars.
Barghouty je eden od skeptikov: "Če gremo na Mars z aluminijasto vesoljsko ladjo, je nemogoče," je prepričan.
Plastika je privlačna alternativa: v primerjavi z aluminijem je polietilen 50% boljši pri zaščiti sončnih žarkov in 15% boljši za kozmične žarke.
Prednost plastično podobnih materialov je, da proizvajajo veliko manj "sekundarnega sevanja" kot težji materiali, kot sta aluminij ali svinec. Sekundarno sevanje prihaja iz samega ščitnega materiala. Ko se delci vesoljskega sevanja razbijejo v atome znotraj ščita, sprožijo drobne jedrske reakcije. Te reakcije povzročajo prhanje jedrskih stranskih produktov - nevtronov in drugih delcev -, ki vstopajo v vesoljsko plovilo. Nekako je, kot da bi se poskušali zaščititi pred letečo žogico za balinanje, tako da postavite steno zatičev. Izogibate se žogici, a jo zataknete z zatiči. "Sekundarni filmi" so lahko za zdravje astronavtov slabši od prvotnega vesoljskega sevanja!
Ironično je, da težji elementi, kot je svinec, za katere ljudje pogosto domnevajo, da so najboljši ščit pred sevanjem, proizvajajo veliko več sekundarnega sevanja kot lažji elementi, kot sta ogljik in vodik. Zato je polietilen dober zaščitni sistem: v celoti je sestavljen iz lahkih ogljikovih in vodikovih atomov, kar minimalizira sekundarne snovi.
Ti lažji elementi ne morejo popolnoma ustaviti vesoljskega sevanja. Lahko pa drobijo delce sevanja, kar močno zmanjša škodljive učinke. Predstavljajte si, da se skrivate za ograjo verižne vezi, da se zaščitite v boju s snežno kepo: Še vedno boste dobili nekaj snega, ko bodo drobni koščki snežne kepe brcali skozi ograjo, vendar ne boste čutili žara neposrednega zadetka od trdega -pakirano. Polietilen je takšna ograja verižnih vezi.
"To lahko storimo. Razdrobljenost - ne da bi povzročila veliko sekundarnega sevanja - je dejansko tam, kjer se bitka zmaga ali izgubi, "pravi Barghouty.
Narejeno po naročilu
Navadne vreče za smeti kljub svoji zaščitni moči očitno ne bodo storile za izdelavo vesoljske ladje. Torej Barghouty in njegovi sodelavci poskušajo povečati polietilen za vesoljsko delo.
Tako je raziskovalec projekta Shielding Project Raj Kaul v sodelovanju z Barghoutyjem izumil RXF1. RXF1 je izjemno močan in lahek: ima 3-krat večjo natezno trdnost aluminija, vendar je 2,6-krat lažji - impresiven je celo po vesoljskih standardih.
"Ker je balistični ščit, odbije tudi mikrometeorite," pravi Kaul, ki je pred tem sodeloval s podobnimi materiali pri razvoju helikopterskih oklepov. "Ker je tkanina, jo lahko ogrnemo okoli kalupov in oblikujemo v posebne sestavne dele vesoljskih plovil." In ker izhaja iz polietilena, je tudi odličen ščit pred sevanjem.
Specifike izdelave RXF1 so tajne, ker je v teku patent za material.
Moč je le ena od lastnosti, ki jih morajo imeti stene vesoljske ladje, ugotavlja Barghouty. Pomembna sta tudi vnetljivost in temperaturna toleranca: Vseeno je, kako močne so stene vesoljske ladje, če se topijo na neposredni sončni svetlobi ali se zlahka vnamejo. Čisti polietilen je zelo vnetljiv. Barghouty pravi, da bo potrebno še več dela, da se RXF1 še bolj prilagodi, da postane tudi plamen in odporen na temperaturo.
Spodnja črta
Seveda je glavno vprašanje: Ali lahko RXF1 človeka varno prevaža na Mars? V tem trenutku nihče zagotovo ne ve.
Nekateri "galaktični kozmični žarki so tako energični, da jih noben razumen obseg zaščite ne more ustaviti," opozarja Frank Cucinotta, NASA-in glavni direktor sevalnega zdravja. "Vsi materiali imajo to težavo, vključno s polietilenom."
Cucinotta in sodelavci so naredili računalniške simulacije, s katerimi so primerjali tveganje raka pri odhodu na Mars v aluminijasti ladji in polietilenskem ladji. Presenetljivo je, da "ni bilo bistvene razlike," pravi. Ta ugotovitev je odvisna od biološkega modela, ki ocenjuje, kako človeško tkivo vpliva na sevanje v vesolju - in v njem leži drgnjenje. Po desetletjih vesoljskih poletov znanstveniki še vedno ne razumejo, kako človeško telo reagira na kozmične žarke. Če pa je njihov model pravilen, bi dodatni zaščitni polietilen lahko imel malo praktične koristi. To je stvar nenehnih raziskav.
Zaradi številnih negotovosti omejitve odmerkov za astronavte na misiji na Mars niso bile določene, ugotavlja Barghouty. Toda ob predpostavki, da so te mejne odmerke podobne omejitvam, določenim za lete Shuttle in Space Station, verjame, da bi lahko RXF1 hipotetično zagotovil ustrezen ščit za 30-mesečno misijo na Mars.
Danes na smetišče. Jutri do zvezd? Polietilen vas bo morda vodil dlje, kot ste si kdajkoli predstavljali.
Izvirni vir: NASA News Release
