Екип от италиански и германски учени, ръководен от Валерио Паризи, представи иновативна концепция за защита на космическите апарати от радиация с помощта на постоянни магнити.

Тези магнити, изработени от твърди магнитни материали като сплави на желязо, никел, кобалт или редкоземни метали, могат да поддържат собствено магнитно поле за дълъг период без външен източник на енергия.

Подобни магнити са добре познати от ежедневието, например тези, които поставяме на хладилниците си.

Изследователите са разработили компютърен модел на щит, съставен от 1482 неодимови магнита

Конструкцията тежи 300 килограма и покрива площ от един квадратен метър.

Симулациите показват, че този щит е способен да отклони 20% от протоните, излъчвани от Слънцето, с енергия в диапазона от 0,1 до 10 мегаелектронволта.

Радиацията представлява сериозна заплаха за здравето на екипажите по време на полети извън околоземната орбита.

Космонавтите са изложени на два основни вида облъчване.

Първият са галактическите космически лъчи, които идват непрекъснато от всички посоки на Вселената и могат да проникнат през повечето материали.

Вторият са слънчевите протонни събития, които възникват при изригвания на Слънцето, когато звездата изхвърля насочен поток от частици.

И двата вида радиация могат да причинят онкологични заболявания и да увредят централната нервна система.

Понастоящем инженерите разчитат предимно на пасивни щитове от алуминий, полиетилен или вода, за да предпазят екипажа.

Тези методи изискват поставянето на хората зад дебел слой материал, който поглъща частиците.

Подобни екрани обаче тежат десетки тонове, което значително увеличава разхода на гориво за извеждане на кораба в космоса.

Друга алтернатива са свръхпроводящите електромагнити, които създават мощно магнитно поле, но изискват постоянно захранване и охлаждане до изключително ниски температури. Ако системата им за управление бъде повредена от космическа частица, електромагнитът ще се изключи и ще остави екипажа незащитен.

Магнитният щит от неодимови блокове функционира напълно автономно

Той позволява на високоенергийните частици да преминат през него, но променя траекторията на по-бавните протони.

Въпреки предимствата си, технологията има и три съществени ограничения.

• Първо, постоянните магнити не осигуряват защита срещу галактическите космически лъчи. Тяхното магнитно поле е насочено в една посока, а галактическото лъчение идва отвсякъде.
• Второ, при сблъсък на протони с материала на магнита се генерира вторична радиация от неутрони и гама-кванти. Това може да изложи космонавтите в близост до щита на допълнително облъчване.
• Трето, с течение на времето неодимовите сплави се размагнитват и силата на полето им отслабва.

За да преодолеят тези недостатъци, изследователите предлагат хибридно решение – комбиниране на трите технологии в една система. Те планират да оборудват космическите кораби със слоеве от алуминий, електромагнити и панели от постоянни магнити.

На следващия етап от проучването си авторите ще тестват тази комбинирана система чрез метода „Монте Карло“. При този метод компютърът изчислява милиони случайни траектории на частици, за да симулира как смесената защита би се справила в реални космически условия.