Ilustrasi artis perisai elektromagnetik yang dapat melindungi angkasawan. Kredit gambar: Hubble. Klik untuk membesarkan.
Bayaran bertentangan menarik. Seperti tuduhan menangkis. Ini adalah pelajaran pertama elektromagnetisme dan, suatu hari nanti, ia dapat menyelamatkan nyawa angkasawan.
Visi NASA untuk Penerokaan Angkasa meminta kembalinya ke Bulan sebagai persiapan untuk perjalanan yang lebih lama ke Marikh dan seterusnya. Tetapi terdapat potensi peragaan: sinaran.
Ruang di luar orbit Bumi rendah dipenuhi dengan sinaran kuat dari Matahari dan dari sumber galaksi dalam seperti supernova. Angkasawan dalam perjalanan ke Bulan dan Marikh akan terkena radiasi ini, meningkatkan risiko mereka terkena barah dan penyakit lain. Mencari perisai yang baik adalah penting.
Cara yang paling biasa untuk menangani sinaran adalah dengan menyekatnya secara fizikal, seperti konkrit tebal di sekitar reaktor nuklear. Tetapi membuat kapal angkasa dari konkrit bukanlah pilihan. (Menariknya, mungkin membina pangkalan bulan dari campuran konkrit moondust dan air, jika air dapat dijumpai di Bulan, tetapi itu kisah lain.) Para saintis NASA sedang menyiasat banyak bahan penyekat radiasi seperti aluminium, plastik canggih dan hidrogen cecair. Masing-masing mempunyai kelebihan dan kekurangan tersendiri.
Itu semua adalah penyelesaian fizikal. Ada kemungkinan lain, satu tanpa zat fizikal tetapi banyak daya pelindung: medan kekuatan.
Sebilangan besar radiasi berbahaya di angkasa terdiri daripada zarah bermuatan elektrik: elektron berkelajuan tinggi dan proton dari Matahari, dan inti atom bermuatan besar dan positif dari supernova jauh.
Seperti tuduhan menangkis. Jadi mengapa tidak melindungi angkasawan dengan mengelilinginya dengan medan elektrik yang kuat yang mempunyai muatan yang sama dengan sinaran yang masuk, sehingga memesongkan radiasi?
Banyak pakar ragu-ragu bahawa medan elektrik dapat dibuat untuk melindungi angkasawan. Tetapi Charles Buhler dan John Lane, kedua-duanya saintis dengan ASRC Aerospace Corporation di Kennedy Space Center NASA, percaya ia dapat dilakukan. Mereka telah mendapat sokongan dari NASA Institute for Advanced Concepts, yang tugasnya adalah membiayai kajian idea-idea yang jauh, untuk menyiasat kemungkinan perisai elektrik untuk pangkalan bulan.
"Menggunakan medan elektrik untuk mengusir radiasi adalah salah satu idea pertama pada tahun 1950-an, ketika para saintis mula melihat masalah melindungi angkasawan dari radiasi," kata Buhler. "Mereka dengan cepat menolak gagasan itu, kerana sepertinya voltan tinggi yang diperlukan dan reka bentuk canggung yang mereka fikir perlu (misalnya, meletakkan angkasawan di dalam dua sfera logam sepusat) akan menjadikan perisai elektrik seperti itu tidak praktikal."
Pendekatan Buhler dan Lane berbeza. Dalam konsep mereka, pangkalan bulan akan mempunyai setengah lusin, gelembung konduktif sekitar 5 meter melintang di atas pangkalan. Sfera kemudian akan dikenakan sehingga potensi elektrik statik yang sangat tinggi: 100 megavol atau lebih. Voltan ini sangat besar tetapi kerana arus yang mengalir sangat sedikit (cas akan bergerak secara statik pada sfera), tidak banyak daya yang diperlukan untuk mengekalkan cas.
Sfera akan dibuat dari kain tipis dan kuat (seperti Vectran, yang digunakan untuk balon pendaratan yang meredam hentaman bagi Mars Exploration Rovers) dan dilapisi dengan lapisan konduktor yang sangat tipis seperti emas. Sfera kain boleh dilipat untuk dibawa dan kemudian dilambung dengan hanya memuatkannya dengan cas elektrik; cas elektron yang serupa di lapisan emas saling tolak dan memaksa sfera mengembang ke luar.
Meletakkan sfera jauh di atas akan mengurangkan bahaya angkasawan menyentuhnya. Dengan berhati-hati memilih susunan sfera, para saintis dapat memaksimumkan keberkesanannya dalam menghalau radiasi sambil meminimumkan kesannya pada angkasawan dan peralatan di darat. Dalam beberapa reka bentuk, sebenarnya, medan elektrik bersih di permukaan tanah adalah sifar, sehingga dapat meredakan potensi risiko kesihatan dari medan elektrik yang kuat ini.
Buhler dan Lane masih mencari susunan terbaik: Sebahagian daripada cabarannya ialah sinaran datang sebagai zarah bermuatan positif dan negatif. Sfera mesti disusun supaya medan elektrik, katakanlah, negatif jauh di atas dasar (untuk mengusir zarah-zarah negatif) dan positif lebih dekat ke tanah (untuk mengusir zarah-zarah positif). "Kami telah mensimulasikan tiga geometri yang mungkin berfungsi," kata Buhler.
Reka bentuk mudah alih bahkan mungkin dipasang pada penelusur bulan “moon buggy” untuk menawarkan perlindungan kepada angkasawan ketika mereka menjelajah ke permukaan, bayangkan Buhler.
Kedengarannya hebat, tetapi masih ada banyak masalah saintifik dan kejuruteraan yang belum dapat diselesaikan. Sebagai contoh, para skeptis menyatakan bahawa perisai elektrostatik di Bulan mudah dilancarkan oleh arus udara terapung, yang sendiri dikenakan oleh sinaran ultraviolet matahari. Angin suria yang bertiup di perisai juga boleh menyebabkan masalah. Elektron dan proton di angin mungkin terperangkap oleh labirin kekuatan yang membentuk perisai, yang membawa kepada arus elektrik yang kuat dan tidak disengajakan tepat di atas kepala angkasawan.
Penyelidikan masih awal, Buhler menekankan. Moondust, angin suria dan masalah lain masih disiasat. Mungkin jenis pelindung yang berlainan akan berfungsi lebih baik, misalnya, medan magnet superkonduktor. Idea liar ini masih belum dapat diselesaikan.
Tetapi, siapa tahu, mungkin suatu hari angkasawan di Bulan dan Marikh akan berfungsi dengan selamat, dilindungi oleh prinsip elektromagnetisme yang mudah difahami oleh seorang kanak-kanak.
Sumber Asal: [dilindungi e-mel]
