cazaazor
07-Jul-2014, 16:14
Cómo protegernos de la radiación:
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Blindar una nave espacial contra la radiación no es nada sencillo. Las tormentas solares (SPE) y los rayos cósmicos (GCR) están formados en su mayoría por protones y partículas alfa, pero mientras las partículas de los SPE son muy abundantes y relativamente poco energéticas, las de los GCR pueden tener mucha energía. Las tormentas solares son imprevisibles, pero suelen ser más frecuentes alrededor de los máximos de actividad solar, justo cuando el flujo de GCR es menor. Para complicar las cosas, una pequeña fracción de los GCR son núcleos atómicos pesados, cuyos efectos sobre la salud a largo plazo son todo un misterio. Puesto que las partículas más energéticas son también las menos frecuentes, nos interesa ser prácticos y por esto el objetivo es reducir la radiación en el rango de 1-4 GeV, que es la más dañina para el ser humano. Por supuesto, todo depende del riesgo que los astronautas quieran correr. Nadie va a morir fulminado por una tormenta solar en el espacio, pero sí se puede desarrollar un cáncer en cuestión de pocos años a raíz de la misma, luego están las futuras misiones de larga duración a Marte, en donde el riesgo de contraer cáncer es mucho mayor.
El blindaje pasivo puede ser muy efectivo para partículas con energías inferiores a 1 GeV, pero las partículas más energéticas generan una cascada de partículas secundarias al chocar contra los núcleos del blindaje, con efectos aún más dañino. Doblar el espesor de las paredes metálicas de una nave espacial apenas reduce el flujo de partículas más energéticas, y está claro que la solución no pasa por diseñar naves con muros de varios metros de espesor.
La única salida a este atolladero parecen ser los métodos activos, o lo que es lo mismo, usar campos magnéticos o electrostáticos para desviar las partículas cargadas de la radiación espacial. El empleo de campos magnéticos parece el más simple e intuitivo. No en vano, se trataría de imitar a pequeña escala la magnetosfera de la Tierra. Además, los campos magnéticos no cambiarían la energía de la partícula incidente, sólo desviarían su trayectoria. El pequeño inconveniente de esta técnica, es que los imanes necesarios para generar un campo lo suficientemente potente, pesarían demasiado y la energía que necesitarían sería astronómica.
Una posible solución sería la bobina de Tesla.
Una bobina de Tesla es un tipo de transformador resonante, llamado así en honor a su inventor, Nikola Tesla, quien la patenta en 1891 a la edad de 35 años. Las bobinas de Tesla están compuestas por una serie de circuitos eléctricos resonantes acoplados, y cada circuito funciona como un amplificador de señal de radio, y los circuitos están aislados desde el punto de vista eléctrico, pero se transfieren energía los unos a los otros gracias a las ondas electromagnéticas, hasta llegar a la esfera de aluminio en donde la tensión alcanza su mayor intensidad. Generalmente las bobinas de Tesla crean descargas eléctricas de alcances del orden de metros, lo que las hace muy espectaculares.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b6/Spark_from_4KVA_Tesla_Coil.JPG/800px-Spark_from_4KVA_Tesla_Coil.JPG
Los componentes esenciales de este montaje son:
-Fuente de alimentación de alto voltage.
-Descargador o "spark gap".
-Bobina primaria.
-Condensador primario de alto voltaje.
-Bobina secundaria.
-Carga capacitiva o condensador secundario Tesla Coil Topload.
http://3.bp.blogspot.com/-UM4NgvYxO24/UIaak6DLejI/AAAAAAAAAs4/rKqyCHWgH7k/s320/Esquema+b%C3%A1sico+1.jpg
Aquí vemos la similitud entre los campos magnéticos de la bobina de Tesla, y los cinturones de Van Allen de la Magnetosfera.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4f/Radiation_belts4.jpg
Esta posible solución no solo valdría para las misiones espaciales, también sería una solución para los accidentes nucleares como el de Fukushima.
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Blindar una nave espacial contra la radiación no es nada sencillo. Las tormentas solares (SPE) y los rayos cósmicos (GCR) están formados en su mayoría por protones y partículas alfa, pero mientras las partículas de los SPE son muy abundantes y relativamente poco energéticas, las de los GCR pueden tener mucha energía. Las tormentas solares son imprevisibles, pero suelen ser más frecuentes alrededor de los máximos de actividad solar, justo cuando el flujo de GCR es menor. Para complicar las cosas, una pequeña fracción de los GCR son núcleos atómicos pesados, cuyos efectos sobre la salud a largo plazo son todo un misterio. Puesto que las partículas más energéticas son también las menos frecuentes, nos interesa ser prácticos y por esto el objetivo es reducir la radiación en el rango de 1-4 GeV, que es la más dañina para el ser humano. Por supuesto, todo depende del riesgo que los astronautas quieran correr. Nadie va a morir fulminado por una tormenta solar en el espacio, pero sí se puede desarrollar un cáncer en cuestión de pocos años a raíz de la misma, luego están las futuras misiones de larga duración a Marte, en donde el riesgo de contraer cáncer es mucho mayor.
El blindaje pasivo puede ser muy efectivo para partículas con energías inferiores a 1 GeV, pero las partículas más energéticas generan una cascada de partículas secundarias al chocar contra los núcleos del blindaje, con efectos aún más dañino. Doblar el espesor de las paredes metálicas de una nave espacial apenas reduce el flujo de partículas más energéticas, y está claro que la solución no pasa por diseñar naves con muros de varios metros de espesor.
La única salida a este atolladero parecen ser los métodos activos, o lo que es lo mismo, usar campos magnéticos o electrostáticos para desviar las partículas cargadas de la radiación espacial. El empleo de campos magnéticos parece el más simple e intuitivo. No en vano, se trataría de imitar a pequeña escala la magnetosfera de la Tierra. Además, los campos magnéticos no cambiarían la energía de la partícula incidente, sólo desviarían su trayectoria. El pequeño inconveniente de esta técnica, es que los imanes necesarios para generar un campo lo suficientemente potente, pesarían demasiado y la energía que necesitarían sería astronómica.
Una posible solución sería la bobina de Tesla.
Una bobina de Tesla es un tipo de transformador resonante, llamado así en honor a su inventor, Nikola Tesla, quien la patenta en 1891 a la edad de 35 años. Las bobinas de Tesla están compuestas por una serie de circuitos eléctricos resonantes acoplados, y cada circuito funciona como un amplificador de señal de radio, y los circuitos están aislados desde el punto de vista eléctrico, pero se transfieren energía los unos a los otros gracias a las ondas electromagnéticas, hasta llegar a la esfera de aluminio en donde la tensión alcanza su mayor intensidad. Generalmente las bobinas de Tesla crean descargas eléctricas de alcances del orden de metros, lo que las hace muy espectaculares.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/thumb/b/b6/Spark_from_4KVA_Tesla_Coil.JPG/800px-Spark_from_4KVA_Tesla_Coil.JPG
Los componentes esenciales de este montaje son:
-Fuente de alimentación de alto voltage.
-Descargador o "spark gap".
-Bobina primaria.
-Condensador primario de alto voltaje.
-Bobina secundaria.
-Carga capacitiva o condensador secundario Tesla Coil Topload.
http://3.bp.blogspot.com/-UM4NgvYxO24/UIaak6DLejI/AAAAAAAAAs4/rKqyCHWgH7k/s320/Esquema+b%C3%A1sico+1.jpg
Aquí vemos la similitud entre los campos magnéticos de la bobina de Tesla, y los cinturones de Van Allen de la Magnetosfera.
http://upload.wikimedia.org/wikipedia/commons/4/4f/Radiation_belts4.jpg
Esta posible solución no solo valdría para las misiones espaciales, también sería una solución para los accidentes nucleares como el de Fukushima.