Защитить космонавтов от гибельной радиации во время дальних перелетов помогут сверхпроводники?
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