Защита экипажа от космической радиации — главная головная боль инженеров, планирующих полеты к Марсу и дальше. За пределами магнитного поля Земли астронавты оказываются под непрерывным обстрелом космических лучей и солнечных вспышек. Длительное воздействие этой невидимой картечи бьет по центральной нервной системе и кратно повышает риск онкологии.
![]()
Фото из открытых источников / © GigaChat
Традиционные методы защиты напоминают попытку построить сейф внутри ракеты. Пассивные щиты из воды или полиэтилена работают отлично, но чтобы доставить в космос десятки тонн материала, нужно сжечь еще больше топлива. Альтернатива в виде сверхпроводящих магнитов тоже не идеальна — они требуют постоянного питания и криогенного охлаждения. Если на борту возникнет короткое замыкание, то экипаж останется один на один со смертоносным потоком частиц.
Группа исследователей во главе с Валерио Паризи предложила необычный обходной путь, сообщает Universe Today. В препринте на arXiv физики описали концепцию статичного щита из постоянных неодимовых магнитов (NdFeB). Никакого электричества, никаких минус 200 градусов по Цельсию. Просто физика твердого тела. Чтобы проверить теорию, команда смоделировала массив из почти полутора тысяч миниатюрных брусков общим весом менее 300 килограммов. На площади в один квадратный метр эта конструкция смогла отклонить около 20% протонов солнечного ветра с энергией до 10 МэВ.
Однако у стены из редкоземельных металлов есть свои слепые зоны. Постоянные магниты действуют скорее как избирательный фильтр. Они эффективно отсекают низкоэнергетический мусор, но пропускают сквозь себя самые быстрые и опасные частицы. Кроме того, поле работает направленно, а космические лучи летят хаотично со всех сторон. Еще одна ложка дегтя — вторичное излучение. Столкновение разогнанного протона с куском металла иногда рождает нейтроны, что может незаметно поднять радиационный фон прямо за стенкой. Добавьте сюда постепенное размагничивание неодима, и станет ясно, почему технология пока далека от идеала.
Тем не менее, авторы планируют продолжить тесты методом Монте-Карло, моделируя хаотичные среды дальнего космоса. Скорее всего, постоянные магниты станут лишь одним слоем в гибридной защите.
Магнитная защита — это попытка воссоздать земную среду обитания. Наша планета спасает нас благодаря динамо-эффекту в жидком ядре, создавая поле напряженностью от 25 до 65 микротесла. Для сравнения: крошечный неодимовый магнитик на вашем холодильнике выдает около 0,01 тесла, а медицинские томографы МРТ генерируют уже 1,5–3 тесла. При этом потеря магнитного щита планеты грозит повышением уровня радиации у поверхности более чем в пять раз.
Для решения обозначенной выше проблемы ученые рассматривают и другие экзотические варианты. Например, проект StormWall предлагает распылять литий в околоземном пространстве. Газ превращается в плазму и создает временную электромагнитную стену, работающую по принципу автомобильной подушки безопасности. А специалисты ЦЕРН тестируют кабели из диборида магния для создания полноценного сверхпроводящего купола над кораблем. Пока же самым надежным способом защиты остается банальное увеличение дистанции между человеком и Солнцем.
