磁屏蔽可以保护航天器

使用人工产生的磁场保护宇宙飞船免受有害宇宙辐射的想法一度被认为不切实际的昂贵而不屑一顾。但在英国进行的新实验表明，这项技术可以制造得足够紧凑，因此足够便宜，可以保护飞往月球和火星的宇航员。

太空中有害辐射的存在是远程航天最大的障碍之一。其中一些是以来自深空的非常高能量的粒子的形式出现的，但更令人担忧的是，由于它的通量要大得多，所以太阳连续发出的太阳风是更令人担忧的。这种磁化的等离子体含有质子和阿尔法粒子(以及它们的离解电子)，它们可以分解DNA并导致癌症。

前往国际空间站的宇航员受到地球大气层和“磁层”的保护，使其免受大部分辐射的影响。“磁层”是由地球磁场产生的围绕地球的磁化等离子体气泡。然而，长途飞行的人不会有这种天然的防护，因此面临更大的风险。事实上，据估计，阿波罗计划的宇航员在很大程度上是靠运气逃过了太阳活动中特别危险的高峰。

卢瑟福实验室的鲁思·班福德说，背着火箭坐在锡罐里飞向火星从来都不是一件安全的事。

由卢瑟福实验室的露丝·班福德领导的一个由英国、葡萄牙和瑞典的物理学家组成的团队已经证明，使用人造磁层屏蔽宇宙飞船应该是可能的。就像真实的东西一样，它们会分离出太阳风中的电子和质子，在太空中产生电荷分离，从而使这些粒子偏离航天器。这个想法最早是在20世纪60年代提出的，但被认为是不可行的，因为人们认为直径超过100公里的空间必须被屏蔽。将磁场延伸到这个距离将需要强度为数十甚至数百特斯拉的磁铁，而这些磁铁无法运送到太空中。

然而，根据班福德的说法，这些以前的计算是不准确的，因为它们假设太阳风等离子体像正常流体一样流动。相反，数十年的核聚变研究表明，等离子体会受到正常流体中未曾见过的各种湍流行为的影响，而且，这种湍流可能会发生在大约人类的尺度上。

研究人员认为，可以利用这种湍流知识来创造一个小得多的保护性气泡，并证实了这一观点-首先是通过计算机模拟，然后是在实验室实验中。后者涉及将超音速等离子体注入一个1.5米长的真空容器，里面排列着磁性线圈，目标磁铁放置在容器的远端。使用光学成像和电磁探针，班福德的研究小组证明了目标磁铁使等离子体偏转，使得磁铁周围的空间体积几乎完全没有等离子体粒子(等离子体物理)。控制力。Fusion 50 124025)。

Bamford和他的同事说，这些结果表明，实际上可以使用直径仅为100-200米的气泡来保护航天器。他们说，这相当于一块约1特斯拉的磁铁，足够轻，可以运送到太空。

班福德告诉Phyicsworld.com，在将这项技术在卫星上进行测试之前，还需要做更多的工作来扩大规模，但他估计，在2020年左右重返月球之前，这项技术可能会及时完善。然而，她确实指出，即使这项技术奏效，它也不会提供完全的保护。首先，它不能保护宇航员免受非常高能量的银河系间宇宙射线的伤害。她说：“背着火箭坐在锡罐里飞向火星永远不是一件安全的事。”