Umjetnički koncept ljudi krenuo je na Mars. Kreditna slika: NASA Klikni za veću sliku
Nakon što pročitate ovaj članak, više nikad nećete gledati vreće za smeće na isti način.
Svi koristimo plastične vreće za smeće; toliko su česti da teško da bismo mogli razmišljati o njima. Pa tko bi mogao pretpostaviti da bi nisko smeća mogla držati ključ za slanje ljudi na Mars?
Većina vreća za smeće u kućanstvu izrađena je od polimera koji se naziva polietilen. Varijante te molekule su izvrsne za zaštitu najopasnijih oblika zračenja u svemiru. Znanstvenici to već dugo znaju. Problem je u tome što pokušava napraviti svemirski brod od lepršavih stvari.
Ali sada su NASA-ini znanstvenici izmislili revolucionarni materijal na bazi polietilena nazvan RXF1 koji je čak jači i lakši od aluminija. "Ovaj je novi materijal prvi u smislu da kombinira superiorna strukturna svojstva s vrhunskim oklopnim svojstvima", kaže Nasser Barghouty, znanstveni suradnik za NASA-in projekt zaštite od zračenja svemirskim zračenjem u svemirskom centru Marshall.
Na Mars u plastičnom svemirskom brodu? Koliko god zvučalo brzo, to bi mogao biti najsigurniji put.
Manje je više
Zaštita astronauta od zračenja iz svemira glavni je neriješeni problem. Razmislite o misiji kojom se održava Mars na Marsu: kružno putovanje moglo bi trajati čak 30 mjeseci i zahtijevat će napuštanje zaštitnog mjehurića magnetskog polja Zemlje. Neki znanstvenici vjeruju da materijali poput aluminija, koji pružaju odgovarajuće oklope u zemljinoj orbiti ili za kratka putovanja na Mjesec, ne bi bili primjereni za putovanje na Mars.
Barghouty je jedan od skeptika: "Odlazak na Mars s aluminijskim svemirskim brodom je nemoguće", smatra on.
Plastika je privlačna alternativa: u usporedbi s aluminijom, polietilen je 50% bolji u zaštitnom sunčevom plamenu i 15% bolji za kozmičke zrake.
Prednost plastičnih materijala je što stvaraju daleko manje "sekundarnog zračenja" od težih materijala poput aluminija ili olova. Sekundarno zračenje dolazi iz samog zaštitnog materijala. Kada se čestice svemirskog zračenja razbiju u atome unutar štita, oni pokreću sitne nuklearne reakcije. Te reakcije stvaraju tuš nuklearnih nusprodukata - neutrona i drugih čestica - koji ulaze u svemirski brod. To je pomalo poput pokušaja zaštite od leteće kuglice podmetanjem zida igle. Kuglu izbjegavate, ali vas zabadaju igle. "Sekundarni proizvodi" mogu biti gori za zdravlje astronauta od izvornih zračenja u svemiru!
Ironično je da teži elementi poput olova, za koje ljudi često smatraju da su najbolji zaštitni zračenje, proizvode mnogo više sekundarnog zračenja od lakših elemenata poput ugljika i vodika. Zbog toga polietilen čini dobru zaštitu: sastavljen je u cijelosti od laganih atoma ugljika i vodika, što minimalizira sekundarno.
Ti lakši elementi ne mogu u potpunosti zaustaviti zračenje u svemiru. Ali mogu fragmentirati čestice dolaznog zračenja, u velikoj mjeri smanjujući štetne učinke. Zamislite da se skrivate iza ograde lanca kako biste se zaštitili u borbi s snježnom kuglom: i dalje ćete dobiti snijeg na sebi dok su sićušni komadići snježne kugle provalili kroz ogradu, ali nećete osjetiti ubod izravnog pogotka od tvrdog udara -pakirano. Polietilen je takva ograda lančane ograde.
"To je ono što možemo učiniti. Fragmentacija - bez stvaranja puno sekundarnog zračenja - zapravo je tamo gdje je bitka pobijeđena ili izgubljena ", kaže Barghouty.
Urađen po porudžbini
Unatoč svojoj zaštitnoj moći, obične vreće za smeće očito neće učiniti za izgradnju svemirskog broda. Tako su Barghouty i njegovi kolege pokušali povećati polietilen za zrakoplovne radove.
Tako je istraživač Shielding Project Raj Kaul, radeći zajedno sa Barghoutyjem, smislio RXF1. RXF1 je nevjerojatno jak i lagan: ima 3 puta vlačnu čvrstoću aluminija, ali je 2,6 puta lakši - impresivan čak i zrakoplovnim standardima.
"Budući da je balistički štit, on također odbija mikrometeorite", kaže Kaul, koji je prethodno radio sa sličnim materijalima u razvoju helikopterskog oklopa. "Budući da je tkanina, može se omatati oko kalupa i oblikovati u određene komponente svemirskog broda." A budući da je izveden iz polietilena, također je i izvrstan zaštitni zračenje.
Specifičnosti izrade RXF1 tajne su jer čeka patent na materijalu.
Čvrstoća je samo jedna od osobina koje moraju imati zidovi svemirskog broda, napominje Barghouty. Zapaljivost i temperaturna tolerancija također su važni: Nije važno koliko su zidovi svemirskog broda snažni ako se tope na izravnoj sunčevoj svjetlosti ili lako zapale. Čisti polietilen je vrlo zapaljiv. Potrebno je više posla kako biste još više prilagodili RXF1 kako bi se postigao otpornost na plamen i temperaturu, kaže Barghouty.
Donja linija
Naravno, veliko je pitanje: Može li RXF1 ljude sigurno prevesti na Mars? U ovom trenutku nitko ne zna sigurno.
Neke „galaktičke kozmičke zrake toliko su energične da ih nijedna razumna količina zaštite ne može zaustaviti“, upozorava Frank Cucinotta, NASA-in glavni ravnatelj za zaštitu od zračenja. "Svi materijali imaju ovaj problem, uključujući polietilen."
Cucinotta i njegovi kolege napravili su računalne simulacije kako bi usporedili rizik od raka za odlazak na Mars u aluminijskom brodu s brojem polietilena. Začudo, „nije bilo značajnih razlika“, kaže on. Ovaj zaključak ovisi o biološkom modelu koji procjenjuje kako je ljudsko tkivo pod utjecajem zračenja u prostoru - i u njemu leži rub. Nakon desetljeća svemirskih letova, znanstvenici još uvijek ne razumiju u potpunosti kako ljudsko tijelo reagira na kozmičke zrake. Ako je njihov model ispravan, mogla bi biti malo praktične koristi od dodatnog zaštićenog polietilena. Ovo je stvar tekućeg istraživanja.
Zbog mnogih nesigurnosti, nisu postavljene granice doze za astronaute na misiji na Marsu, napominje Barghouty. No pod pretpostavkom da su ta ograničenja doze slična ograničenjima postavljenim za letove na Shuttleu i Svemirskoj stanici, vjeruje da bi RXF1 mogao hipotetski pružiti odgovarajući oklop za 30-mjesečnu misiju na Mars.
Danas na deponiju. Sutra do zvijezda? Polietilen vas može odvesti dalje nego što ste ikada zamislili.
Izvorni izvor: NASA News Release
