Konsep seniman manusia bermula ke Marikh. Kredit gambar: NASA Klik untuk membesarkan
Setelah membaca artikel ini, anda mungkin tidak akan melihat beg sampah dengan cara yang sama lagi.
Kami semua menggunakan beg sampah plastik; mereka sangat biasa sehingga kita sukar memberi mereka pemikiran kedua. Oleh itu, siapa yang dapat menebak bahawa beg sampah rendah mungkin memegang kunci untuk menghantar manusia ke Marikh?
Sebilangan besar beg sampah isi rumah diperbuat daripada polimer yang dipanggil polietilena. Variasi molekul tersebut ternyata sangat baik dalam melindungi bentuk radiasi ruang yang paling berbahaya. Para saintis telah lama mengetahui perkara ini. Masalahnya telah berusaha untuk membina kapal angkasa daripada barang-barang tipis.
Tetapi kini para saintis NASA telah mencipta bahan berasaskan polietilena yang baru yang disebut RXF1 yang lebih kuat dan lebih ringan daripada aluminium. "Bahan baru ini adalah yang pertama dalam pengertian bahawa ia menggabungkan sifat struktur unggul dengan sifat pelindung yang unggul," kata Nasser Barghouty, Saintis Projek untuk Projek Pelindung Radiasi Angkasa NASA di Pusat Penerbangan Angkasa Marshall.
Ke Mars dengan kapal angkasa plastik? Seolah-olah terdengar, mungkin cara paling selamat untuk dilalui.
Sedikit tetapi lebih dari cukup
Melindungi angkasawan dari radiasi ruang dalam adalah masalah utama yang tidak dapat diselesaikan. Pertimbangkan misi berawak ke Mars: Perjalanan pergi balik dapat berlangsung selama 30 bulan, dan memerlukan meninggalkan gelembung pelindung medan magnet Bumi. Sebilangan saintis percaya bahawa bahan seperti aluminium, yang memberikan pelindung yang cukup di orbit Bumi atau untuk perjalanan pendek ke Bulan, tidak mencukupi untuk perjalanan ke Marikh.
Barghouty adalah salah satu skeptis: "Pergi ke Mars sekarang dengan kapal ruang angkasa aluminium tidak boleh ditangguhkan," dia percaya.
Plastik adalah alternatif yang menarik: Berbanding dengan aluminium, polietilena 50% lebih baik untuk melindungi suar suria dan 15% lebih baik untuk sinar kosmik.
Kelebihan bahan seperti plastik adalah bahawa mereka menghasilkan “radiasi sekunder” yang jauh lebih sedikit daripada bahan yang lebih berat seperti aluminium atau plumbum. Sinaran sekunder berasal dari bahan pelindung itu sendiri. Apabila zarah-zarah radiasi ruang menghancurkan atom di dalam perisai, mereka mencetuskan reaksi nuklear kecil. Reaksi tersebut menghasilkan pancuran produk sampingan nuklear - neutron dan zarah lain - yang memasuki kapal angkasa. Ia seperti cuba melindungi diri anda dari bola boling terbang dengan mendirikan tembok pin. Anda mengelakkan bola tetapi terkena pin. "Sekunder" boleh menjadi lebih buruk bagi kesihatan angkasawan daripada radiasi angkasa yang asal!
Ironinya, unsur yang lebih berat seperti plumbum, yang sering dianggap sebagai pelindung radiasi terbaik, menghasilkan lebih banyak sinaran sekunder daripada unsur ringan seperti karbon dan hidrogen. Itulah sebabnya polietilena menjadikan pelindung yang baik: ia terdiri sepenuhnya dari atom karbon dan hidrogen ringan, yang meminimumkan sekunder.
Unsur-unsur yang lebih ringan ini tidak dapat sepenuhnya menghentikan sinaran ruang. Tetapi mereka dapat memecahkan zarah-zarah radiasi yang masuk, mengurangkan kesan berbahaya. Bayangkan bersembunyi di sebalik pagar rantai untuk melindungi diri anda dalam pertarungan bola salji: Anda masih akan mendapat salji pada anda kerana sebilangan kecil bola salji meletup di pagar, tetapi anda tidak akan merasakan sengatan langsung dari serangan keras -perkemas yang dibungkus Polietilena seperti pagar rantai itu.
"Itulah yang dapat kami lakukan. Fragmenting - tanpa menghasilkan banyak radiasi sekunder - sebenarnya di mana pertempuran dimenangi atau kalah, ”kata Barghouty.
Dibuat mengikut pesanan
Walaupun mempunyai daya pelindung, beg sampah biasa jelas tidak akan berjaya untuk membina kapal angkasa. Oleh itu, Barghouty dan rakan-rakannya telah berusaha meningkatkan polietilena untuk pekerjaan aeroangkasa.
Begitulah penyelidik Shielding Project, Raj Kaul, yang bekerjasama dengan Barghouty, mencipta RXF1. RXF1 sangat kuat dan ringan: ia mempunyai kekuatan tarik aluminium 3 kali ganda, namun lebih ringan 2.6 kali - mengagumkan walaupun dengan standard aeroangkasa.
"Oleh kerana itu adalah perisai balistik, itu juga membelokkan mikrometeorit," kata Kaul, yang sebelumnya bekerja dengan bahan serupa dalam mengembangkan baju besi helikopter. "Oleh kerana itu adalah kain, kain itu dapat ditutup dengan acuan dan dibentuk menjadi komponen kapal angkasa tertentu." Dan kerana ia berasal dari polietilena, ia juga merupakan pelindung radiasi yang sangat baik.
Spesifikasi bagaimana RXF1 dibuat adalah rahsia kerana paten pada bahan tersebut masih belum selesai.
Kekuatan hanyalah salah satu sifat yang mesti dimiliki oleh dinding kapal angkasa, kata Barghouty. Mudah terbakar dan toleransi suhu juga penting: Tidak kira seberapa kuat dinding kapal angkasa jika meleleh di bawah sinar matahari langsung atau mudah terbakar. Polietilena tulen sangat mudah terbakar. Lebih banyak kerja diperlukan untuk menyesuaikan RXF1 lebih jauh untuk menjadikannya tahan api dan suhu juga, kata Barghouty.
Garisan bawah
Soalan besar, tentu saja, adalah intinya: Bolehkah RXF1 membawa manusia dengan selamat ke Marikh? Pada ketika ini, tidak ada yang tahu pasti.
Beberapa "sinar kosmik galaksi sangat bertenaga sehingga tidak ada jumlah pelindung yang munasabah yang dapat menghentikannya," kata Frank Cucinotta, Ketua Pegawai Kesihatan Radiasi NASA. "Semua bahan mempunyai masalah ini, termasuk polietilena."
Cucinotta dan rakan-rakannya telah melakukan simulasi komputer untuk membandingkan risiko barah ke Marikh di kapal aluminium berbanding kapal polietilena. Anehnya, "tidak ada perbezaan yang signifikan," katanya. Kesimpulan ini bergantung pada model biologi yang menganggarkan bagaimana tisu manusia dipengaruhi oleh radiasi ruang - dan di sinilah terletaknya kotoran. Setelah berpuluh-puluh tahun angkasa lepas, saintis masih belum memahami sepenuhnya bagaimana tubuh manusia bertindak balas terhadap sinar kosmik. Sekiranya model mereka betul, mungkin ada sedikit manfaat praktikal daripada penyediaan tambahan polietilena pelindung. Ini adalah masalah penyelidikan yang sedang dijalankan.
Kerana banyak ketidakpastian, had dos untuk angkasawan dalam misi Mars belum ditetapkan, kata Barghouty. Tetapi dengan mengandaikan bahawa had dos itu serupa dengan had yang ditetapkan untuk penerbangan Shuttle and Space Station, dia yakin RXF1 dapat memberikan perlindungan yang hipotetis untuk misi 30 bulan ke Mars.
Hari ini, ke tempat pembuangan. Esok, ke bintang? Polietilena mungkin membawa anda lebih jauh daripada yang anda bayangkan.
Sumber Asal: Siaran Berita NASA
