Радиозащиту для космических кораблей предложили делать из астероидов
Физики из Университета Центральной Флориды предложили использовать «астероидную глину» (силикаты) в качестве материала для радиационной защиты долгосрочных пилотируемых космических миссий. По словам ученых, глина гасит интенсивность ионизирующего излучения примерно на 10 процентов лучше, чем использующиеся сейчас алюминиевые листы. К тому же, добыча ее на астероидах позволит сильно сэкономить на доставке экранирующих материалов на орбиту. Как именно добывать силикаты на астероидах авторы не уточняют, однако советуют использовать для этого хондриты классов CI и CM.
Одной из главных проблем для жизни человека в космосе является высокий радиационный фон. Ионизирующее излучение — высокоэнергетичные протоны и электроны, а также рентгеновские и гамма-лучи, способно проникать сквозь материалы и вызывать нарушения в жизнедеятельности организмов, к примеру, создавать разрывы в ДНК. По оценкам ученых, за время путешествия к Марсу туда-обратно астронавты рискуют получить дозу порядка 0,66 зиверт, что примерно соответствует предельной дозе, допустимой по технике безопасности NASA. Такое облучение с вероятностью три процента приведет к смерти от рака в течение жизни. В среднем население Земли получает дозу около 2,4 тысячных долей зиверта в год на человека.
В качестве защиты от излучения сейчас используются специальные алюминиевые щиты. Однако в будущем, для продолжительных и масштабных миссий необходимо найти такие материалы, которые можно легко добывать в космосе. Авторы новой работы выбрали на роль источника радиационной защиты глину, которую можно добыть на некоторых типах углистых астероидов-хондритов, богатых водой (CI и CM).
Мурчисонский метеорит — углистый хондрит типа CM
В экспериментах ученые сравнивали рассеивание потока протонов алюминием, различными минералами и образцами хондритов. Оказалось, что образцы астероидов обладают таким же экранирующим эффектом, как и алюминий. Авторы отмечают, что если удалить из него минералы железа и других тяжелых элементов, то экранирование можно будет дополнительно усилить: силикаты, составляющие большую долю вещества астероидов, рассеивают излучение даже лучше чем алюминий.
Физики не предлагают конкретного способа добычи материалов — еще не существует таких механизмов, предназначенных для работы в условиях отсутствия гравитации. Среди возможных вариантов разделения минералов, входящих в состав астероидов — использование их магнитных свойств. К примеру, магнитные включения железа можно удалять с помощью достаточно мощного магнита.
Многие компании и научные группы рассматривают астероиды как возможные источники полезных ресурсов. Так, Deep Space Industries уже в 2017 планирует запустить спутник, чтобы протестировать технологии разведки полезных ископаемых, а правительство Люксембурга уже готовит необходимое законодательство для добычи минералов на астероидах. В число ресурсов, интересных для добычи, входит вода (в ядрах комет), газы и металлы платиновой группы.