Küsimus:
Kiirguskaitsega magnet või mass, mis on tõhusam?
James Jenkins
2013-07-28 18:07:54 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Nagu ma aru saan; Maast eemalolek viib teid kiirgusest tulenevatele terviseriskidele. Maal suunab suurema osa sellest riskist Maa magnetväli. Ma ei leidnud viidet, kuid arvatavasti võib seda magnetvälja kosmoselaevas piisavalt energiat anda. Mõistan ka seda, et materjalide kasutamisel võib tekkida teatud kiirguskaitse (plii on tuntud näide) .

aeglustada poolel teel) , mis oleks energia tõhusam kasutamine; Magnetvälja tekitamiseks vajaliku lisamassi või energia liigutamine?
Neli vastused:
#1
+21
Thomas Pornin
2013-07-31 07:46:00 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kosmoses (päikesesüsteemis) saate enamasti kahte tüüpi "kiirgust", millel on tervisele tagajärjed:

  • erineva energiaga footonid, alates pika lainega raadiost kuni gammakiirteni.
  • suure energiaga laetud osakesed, enamasti elektronid ja prootonid, mis väljutatakse Päikese ülemisest atmosfäärist (seda nimetatakse päikesetuuleks).

Nende peamine allikas on muidugi Päike. Elektrooniliselt neutraalsed footonid naeravad magnetväljade üle täielikult; "magnetbarjäär" töötab ainult laetud osakeste korral. Me teame, mida ultraviolett võib atmosfäärist hoolimata inimese nahale teha, nii et võib ette kujutada, et kosmoses on vaja täiendavat varjestust.

Eeldusel, et teil on ülijuhte, saate säilitada võimas magnetväli määramata ajaks, energiat tarbitakse ainult siis, kui osake on tõepoolest läbipaine. Selle välja kuju ja asend nõuavad siiski teatud hoolt. Näiteks ei suuda Maa magnetväli väga hästi kaitsta Maad päikesetuule eest; selle asemel liigub see lihtsalt ümber löögipunkti: suure energiaga osakesed koonduvad polaarpiirkondadele, tekitades kauneid auroreid. Sellelt lehelt on viidatud tohututele uuringutele kosmoselaevade optimaalse magnetilise varjestuse kohta.

Kosmoses toimuva kiirguse raskendavaks asjaoluks on see, et seda ei toimu pidevalt voolama; selle asemel toimub see märkimisväärse intensiivsusega purskena, kui tekivad päikesepuhangud. Hea kosmosekaitse on enamasti üle jõu käiv, kuid aeg-ajalt on see hädavajalik, et vältida meeskonna hukkumist. Leevendavaks tunnuseks on siiski see, et lähteallikas on hästi teada (Päike kipub olema hästi nähtav) ja leeke on võimalik "visuaalselt" jälgida mõni tund enne suure energiaga osakeste pealetungi, andes aega lisakilpide tõstmiseks.


Päikesesüsteemist väljaspool muutuvad asjad üsna palju. Päikesetuul tekitab Päikese ümber tegelikult mingi "mulli", mida nimetatakse heliosfääriks ja mis toimib ülejäänud universumi suhtes natuke nagu magnetiline kilp. Heliosfääri piiril on üsna segane olukord, mille kohta on palju teoretiseeritud, kuid vähe teada; sond Voyager 1 liigub sellest praegu läbi. Peale selle pole päikesetuule pärast palju karta, kuid palju muud paljude kõrge energiaga osakeste kohta, mida ühiselt nimetatakse kosmilisteks kiirteks.

Me ei tea seda tegelikult tea, kust tulevad kosmilised kiired, kuid allikaid näib olevat mitu. Meie praeguse arutelu jaoks tähendab see seda, et kosmilised kiired ei pärine unikaalsest prognoositavast suunast ja toimuvad pealtnäha juhuslikel aegadel, seega peavad igasugused kilbid alati üleval olema. Pealegi ei ole kõik need osakesed laetud, mistõttu magnetkilbidest ei piisa.

Pange tähele, et kosmilised kiired on ka Päikesesüsteemi probleemiks, isegi Maa lähedal, kuid heliosfäärist lahkumine suureneb teema dramaatiliselt.

Lisarisk on suurepäraselt avatud Arthur C. Clarke "Kaugel Maa lauludel". Kui asute väljaspool heliosfääri, siis reisite tähtede poole - seega peate kindlasti reisima kiiresti , sest tähed on kaugel-kaugel. See tähendab, et madala energiasisaldusega osakestel või suurematel fragmentidel (nt hulkuvate aatomite või udude molekulidel) on suur suhteline kiirus ja korduvad mõjud on laevale kahjulikud ja selle elanikud. Raamatus lisavad nad laeva ette suure kihi jääd ja peavad seda regulaarselt uuendama.


Mis puutub materjalidesse käegakatsutavamate kilpide jaoks (mis kaitsevad ka neutraalsete osakeste eest), siis hea kandidaat ei ole plii, vaid vesi . Vee neeldumisvõime suhe kaalu kohta on väga hea; vees on ka muid kasutusviise, mida plii ei paku, näiteks suplemine, taimede kastmine, kalade kasvatamine ( tilapiad pakuvad palju valku, kuid vajavad vaid piiratud koguses ujumisruumi) ja mis tuleb , isegi joomine, kui pardal olevate väärisjookide varud peaksid ammenduma.

Populaarne disain on kosmoselaev kui suur trummeldav silinder, mis tekitab "kunstliku raskusjõu". "Maapind" (silindripind seestpoolt) võib olla suur bassein ja elupaigad oleksid siis ujuvad nagu kalakasvandused. Vesi hoiab sisemist ökosüsteemi ja tagab samaaegselt suurepärase kiirguskaitse. Astronaudid kahekordistuvad meremeestena.

Muud võimalikud materjalid hõlmavad mitmesuguseid polümeere, kulda (kasutatakse kuumoodulite jaoks Apollo missioonidel - Kuule minnes teete seda with style ) ja isegi meeskonna "bioloogilised jäätmed". Kogu see kiirgusprobleem on endiselt üks Marsi-reisi lahendamata probleemidest, seega on see aktiivne uurimisala

Kas piisaks * väikesest, kuid tugevast kilbist? Kuna kiirgus ilmub pursketena ja neid on võimalik enne tähtaega tuvastada, võiks laeval olla näiteks väike, hästi varjestatud ruum, kus meeskond saaks plahvatuse kaudu välja oodata.
Appi tuleb ulme. Saates "Punane Marss" kogeb Marsi koloniseerimismissiooni meeskond päikesepaistet ja nad varjuvad oma veepaakide - paakide vahele, mida neil oli vaja nagunii kaasa võtta. See on tasuta kilp. Miks vaeva näha suure magnetiga, kui vett juba on?
Samuti on huvitavaid tulemusi, mida tasub esile tõsta puuritud veega vahtmaterjalide puhul, mis näivad olevat poolitatud massiga pooleldatud.
Kuld Apollo kuumoodulil ??? Ma usun, et tegemist oli aluminiseeritud kaptoniga (umbes nagu mylar), millel on ainult kuldvärv. Vaadake https://en.wikipedia.org/wiki/Space_blanket
Tegelikult tootis NASA nii aluminiseeritud kui ka kullatud Kaptonit; ja Kapton ise on ainult osa Kuu mooduleid katvatest mitmekihilistest lehtedest. Enamik väljastpoolt nähtut on ainult kullavärvi, kuid osa kulda jääb sinna siiski sisse. Mõne instrumendi jaoks kasutati moodulis ka kuldkatet; ja astronautide kiivervisiiride kate oli puhas kuld.
@SF. Orionil on selline koht (mitte spetsiaalne ruum)
@ThomasPornin Vaadake seda küsimust ja kosmoseaparaadil vastuvõetud vastust "kuldfoolium": http: //space.stackexchange.com/questions/5246/why-is-gold-used-in-space-technology-to-protection-from- soojuskiirgus / 5248
+1 ülekülluse või tapmise eest, mis sai naeratada; hea vastuse korral ka + 1, see oleks +2, kuid see tundus liigne;).
#2
+2
css
2013-07-31 18:23:16 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Päikesepõletuste puhul tuleb arvestada ka sellega, et kuna on olemas võimalus neid "näha tulemas", on märkimisväärselt väiksem varjestuse võimalus. Täpsemalt, laeval võiks olla mingi pommivarjend, kuid antud juhul päikesepõletuse varjupaik. Laeva alajagu, mis on vähemalt elanike jaoks piisavalt suur, saaks kaitsta palju tugevamalt kui ülejäänud laev, vähendades seeläbi varjestusega seotud kulusid (energiakasutus ja üldiselt $).

Väga hea idee.
#3
+2
Rick Smith
2018-03-15 04:42:36 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kiirguse oht on üle hinnatud.

Koosolekuklassi missioon annab astronaudile 31,8 remmi transiidil kosmilistest kiirtest (mõlemat pidi), 10,6 remsi kosmosekiirtest Marsil (eeldades, et viibite umbes aasta seal) põhjustavad transiidil toimuvad päikesepõletused 5,5 remsi (eeldades, et teil on kosmilise kiirega tormivarju) ja 4,1 remsi Marsil (planeedi keha sõelub altpoolt kiirgust välja ja atmosfäär aitab päikesekiirguse vastu).

See on väiksem kui lennufirma piloodi eluaegne kiirgusdoos ja väiksem kui mõnel pikaajalisel viibimisel rahvusvahelisel kosmosejaamal. Sellel ei ole võimalust lühiajaliselt kahju teha ja see annab 1,1% -lise tõenäosuse, et kutt saab elu lõpuni surmaga lõppeva vähi.

Seda kiirguskahjustust võiks vähendada, kui asetada liivakotid Marsi elupaiga tipus, et natuke rohkem välja sõeluda, kuid Marsi aeg on väärtuslik. On paremaid asju, mida teha.

#4
  0
Johnny Robinson
2016-08-22 00:38:56 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Kosmilist kiirgust saab kaitsta massiga. Selleks võib vaja minna mitme jala paksuseid kereid, näiteks jääd. Kahe jala paksune kere, mis hõlmab ainult 15 jala läbimõõduga elupaika, moodustaks väga suure osa kogu selle massist. Kui elupaik on suurem, ei pea seinad olema paksemad. 100 jalga läbimõõduga elupaiga puhul on 2 jala paksused seinad palju väiksem osa kogu massist. Nii et massi kasutamine varjestuseks näib väikeste elupaikade puhul kohutav, aga suurte puhul on see palju teostatavam. Need seinad kaitseksid ka meteooride eest. Nii et suuremate elupaikade loomiseks tuleb kindlasti tõuge, kui saame nende rajamiseks võimelised.

Kaks jalga muudaks probleemi veelgi hullemaks. Kui kosmiliste kiirte osakesed põrkuvad kokku aatomi tuumaga, loovad nad uutest osakestest koosneva duši, millest kumbki kokku põrgates võivad kumbki tekitada uue osakeste duši. Teid pole kaitstud, kui energia hajutamiseks pole kaskaadi peatumiseks piisavalt materjali. Teie kaitsmiseks oleks vaja umbes 5 m vett. [Allikas] (https://engineering.dartmouth.edu/~d76205x/research/Shielding/docs/Parker_06.pdf)
Korjasin punkti saamiseks lihtsalt õhust välja number 2 jalga. Olen teadlik sellest hajumise ideest. Ma tean, et vesi on parem mass kui paljud ained (see on vesinik). Nii et teatud veepaksus blokeeriks rohkem kui sama mass, ütleme, kivi. Vesinikusisalduse osas kaalutakse ka plastide kasutamist. Ma ei tea, et uuringud on kindlaks määranud, kui paks see peaks olema. Viimati lugesin, et see oli ikka vaidluse all. Kui olete teadlik teadusuuringutest koos lõplike vastustega selle kohta, kui palju massi, millist ainet on vaja, siis tahaksin sellest kuulda.
Tõsi, see on õhus, aga 2 jalga muudaks olukorra kindlasti halvemaks, mitte paremaks. Refereeritud paber on hea juhtum, et 5 m piisaks, kuid seda tuleb siiski kosmoses katsetada. Stack Exchange'il on hääletussüsteem, et julgustada inimesi kirjutama võimalikult selgeid, informatiivseid ja hästi uuritud vastuseid. Minu eelmise kommentaari eesmärk on aidata inimestel oma vastuseid paremaks muuta.


See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...