Costruire scudi per una missione con equipaggio su Marte
Esistono molti modi per ridurre l’esposizione alle radiazioni ionizzanti, che nello spazio possono essere fino a 100 volte più intense rispetto alla Terra. Gli approcci consueti sono di aumentare la distanza dalla fonte di radiazione e di ridurre il tempo di esposizione, oltre a usare un’adeguata schermatura. Il carattere isotropico dei raggi cosmici trasforma la distanza in un fattore irrilevante nello spazio e, in base ai piani di esplorazione e di colonizzazione, i tempi dovrebbero aumentare anziché diminuire. La schermatura passiva è la soluzione più semplice, ma i materiali attuali permettono una riduzione relativamente scarsa della dose depositata dai raggi cosmici ad alta energia, affinché se ne possa utilizzare uno spessore ragionevolmente sottile nello spazio. Nell’ambito del progetto SR2S (Space radiation superconductive shield), finanziato dall’UE, gli scienziati hanno condotto esperimenti con superconduttori per produrre uno scudo magnetico attivo capace di deflettere i raggi cosmici, come fa il campo magnetico della Terra per proteggere il nostro pianeta. Un cavo superconduttore per looping caricato ad alta corrente produrrà un intenso campo magnetico, 30 000 volte più potente di quello terrestre, in grado di avvolgere il veicolo spaziale. Lo scudo magnetico avrà un diametro di circa 10 m. L’idea è che questa schermatura del veicolo spaziale con equipaggio dalle radiazioni ionizzanti sia un requisito fondamentale per le missioni di esplorazione sul pianeta rosso. Un tale campo magnetico potrebbe consumare l’energia elettrica necessaria per altri utilizzi sul veicolo spaziale. Gli scienziati di SR2S hanno deciso di utilizzare superconduttori che consentono un passaggio privo di ostacoli delle correnti elettriche, che quindi possono essere mantenute senza accedere a una fonte energetica. Lo scudo magnetico può essere caricato usando energia solare e restare caricato per anni. Inoltre, poiché i superconduttori funzionano a temperature estremamente basse, lo spazio è il luogo ideale per utilizzarli. Il team SR2S ha scelto di utilizzare il diboruro di magnesio, un materiale superconduttore che funziona a una temperatura superiore a 10 kelvin, come quella nello spazio profondo, eliminando la necessità del complesso raffreddamento dell’elio liquido. Le bobine superconduttrici tendono a riscaldarsi sul lato esposto al Sole, perdendo quindi la capacità di superconduttività. Il progetto SR2S ha proposto un criosistema leggero e a bassa energia per preservare le basse temperature della bobina. La tecnologia ha rivelato elementi d’avanguardia che potrebbero avere molte applicazioni terrestri. Sono state costruite e collaudate due bobine superconduttrici. I risultati mostrano la fattibilità di utilizzare tali cavi per magneti molto leggeri. È stato inoltre progettato e costruito un innovativo condotto termico pulsante (pulsating heat pipe), con grandi potenzialità per il sistema criogenico del magnete.
Parole chiave
Missione con equipaggio, radiazioni ionizzanti, esplorazione spaziale, SR2S, campo magnetico, superconduttore
