На защите не экономят?
Практическая отдача от более чем 100 млрд долларов, которые человечество потратило на МКС, увы, не столь внушительна. Несмотря на огромное число экспериментов и наблюдений, которые проходят на борту и за бортом станции, почти все ресурсы и все усилия работающих с ней специалистов уходят на поддержание ее в работоспособном состоянии, а космонавтов — в добром здравии.
Впрочем, не все так бессмысленно. К примеру, на МКС работает уникальный магнитный альфа-спектрометр (AMS), прибор, предназначенный для наблюдения за составом космических лучей, в том числе (вероятно) входящих в нее частиц антиматерии. AMS представляет собой внушительный постоянный магнит, отклоняющий траектории движения заряженных частиц, а также целый набор детекторов, позволяющих устанавливать характеристики этих частиц. В нынешнем виде AMS был установлен на МКС почти полтора года назад, и с тех пор ежесекундно фиксирует тысячи частиц космического излучения.
И вот на днях большая международная группа ученых предложила использовать эту технологию для совершенно иной задачи: не для изучения излучения, а для защиты от него. Тем более что космонавты будущего, которые будут совершать дальние перелеты в областях, не защищенных атмосферой и (как орбита МКС) геомагнитным полем Земли, столкнутся с радиационной опасностью во всей ее силе. Уже на низкой орбите МКС уровень радиации на порядки выше, чем у поверхности Земли. А в глубоком космосе они зашкалят далеко за допустимые пределы. Так что, прежде чем отправлять экспедицию на Марс или на астероид, решить эту задачу придется обязательно.
Первое, что приходит в голову, — отклонять заряженные частицы излучения мощным магнитным полем, которое будет искусственно создаваться на космическом корабле. Однако первые же изыскания в этом направлении показали, что обычный постоянный магнит вроде того, что используется в спектрометре AMS, понадобится весьма массивный, сводящий на нет практичность этого простого варианта. С другой стороны, сегодня широко известны и применяются электромагниты, в том числе и сверхпроводящие, которые создают магнитное поле при прохождении через них электрического тока. Они позволяют добиться куда большей эффективности при меньшей массе. Вопрос лишь в том, как они поведут себя в космосе, где такие установки пока еще никто никогда не испытывал.
Этот вопрос и рассмотрели ученые в первом приближении, проведя компьютерное моделирование работы сверхпроводящего магнита в космосе. В частности, они испытали таким образом две возможных конфигурации такого электромагнита, «обычной» тороидальной формы и в форме двойной спирали. Именно последний вариант оказался предпочтительным, поскольку позволяло добиться максимальной эффективности.
Казалось бы, разработка может начинаться — если не один немаловажный факт. Целых 15 лет и 2 млрд долларов потребовалось для создания сверхпроводящей системы для AMS, и в итоге все равно в целях большей надежности и долговечности ее были вынуждены заменить на обычный постоянный магнит.
По публикации MIT Technology Review / Physics ArXiv Blog