...太空人避免宇宙輻射?美國大學生為NASA出謀劃策:設計磁場屏蔽系統

2020-12-05 前瞻網

如何讓太空人避免宇宙輻射？美國大學生為NASA出謀劃策：設計磁場屏蔽系統

 Connor Feng • 2019-04-25 11:30:25　來源：前瞻網　E1559G0

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前往火星的旅行將會使太空人暴露在致命的宇宙輻射當中，但是一群大學生想出了一個計劃來保護宇宙飛船免受輻射。(圖片：©NASA/Viking 1)

一群本科生正在研製一種磁屏蔽裝置，以保護星際太空人免受地球和火星之間強烈的宇宙輻射的傷害。

來自愛荷華州德雷克大學的學生們在4月13日舉行的美國物理學會4月會議上展示了他們的項目。他們的MISSFIT設計(Magneto-Ionization Spacecraft Shield for Interplanetary Travel，用於星際旅行的磁電離太空飛行器屏蔽系統)使用了一個強大的磁屏蔽場，就像能夠保護地球免受高能粒子傷害的地球磁層一樣，該防禦系統還包括「被動」屏蔽，以模擬電離層的作用(電離層地球的第二層防禦)。

在美國國家航空航天局通過愛荷華州太空撥款聯盟提供的一小筆資金的幫助下，有關被動屏蔽的實驗已經在進行當中(被動屏蔽可以保護太空人免受磁場屏蔽無法阻擋的高能伽馬射線的傷害)。德雷克大學三年級學生、研究小組成員洛裡恩·麥克納爾蒂(Lorien MacEnulty)說，我們希望能夠解決一個關鍵的安全問題：即長期太空旅行中的星際輻射問題。這個問題推遲了NASA最終的火星任務。

現在，學生們正在試驗一些防輻射材料，這些材料的重量可能足夠輕到可以安裝在宇宙飛船上。

MacEnulty說：「我們將(這些織物)暴露在輻射下，然後我們計算有多少粒子穿過每一層織物。」

德雷克大學(Drake University)三年級學生道格·德雷克(Doug Drake)主要負責粒子軌跡的實驗和編碼模擬，他說，長期的數據收集和統計分析過程將有助於確定在太空飛行器上覆蓋哪種面料最有有效。

但面料並不是這個系統的全部。

MacEnulty說，學生們認為NASA最終的火星探測器應該和一個長圓柱體差不多，依靠自旋來產生人造重力。

她說：「在太空艙的末端，我們將有兩個由核反應堆提供動力的超導磁體。」

這些磁鐵不會轉移伽馬射線。但是它們會使帶電的阿爾法粒子(宇宙射線的另一個組成部分，它可以撞擊宇宙飛船並發射x射線)向宇宙飛船的兩端移動，而宇宙飛船的兩端會有兩個氣泡，裡面充滿了模擬地球電離層的電離氣體混合物。

當阿爾法粒子穿過這種電離氣體時，它們會失去能量，其過程類似於在地球南北兩極附近的電離層中產生極光的過程。

學生們還不知道這些磁場的磁力需要有多大。但是研究小組認為，他們可以用宇宙飛船上的核反應堆來提供動力。

MacEnulty說，在未來一到兩年內，該小組希望能夠發表第一篇論文，並在未來推動更多的資金投入到他們的工作中。

她說：「這將會是一個歷時很久的項目，我們只是本科生，而且我們只能靠自己(在德雷克大學教授、物理學家阿塔納西奧斯·皮特裡迪斯的監督下)。」

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    如何讓太空人避免宇宙輻射？美國大學生為NASA出謀劃策：設計磁場屏蔽系統  Connor Feng • 2019-04-25 11:30:25　來源：前瞻網　E1575G0
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