Ilustrasi artis dari perisai elektromagnetik yang dapat melindungi astronot. Kredit gambar: Hubble. Klik untuk memperbesar.
Biaya berlawanan berlawanan. Seperti biaya mengusir. Ini pelajaran pertama elektromagnetisme dan, suatu hari nanti, itu bisa menyelamatkan nyawa para astronot.
Visi NASA untuk Eksplorasi Luar Angkasa menyerukan kembalinya ke Bulan sebagai persiapan untuk perjalanan yang lebih lama ke Mars dan sekitarnya. Tapi ada penghenti potensial: radiasi.
Ruang di luar orbit rendah Bumi dipenuhi dengan radiasi intens dari Matahari dan dari sumber galaksi yang dalam seperti supernova. Astronot dalam perjalanan ke Bulan dan Mars akan terkena radiasi ini, meningkatkan risiko terkena kanker dan penyakit lainnya. Menemukan perisai yang baik itu penting.
Cara paling umum untuk menangani radiasi adalah dengan membloknya secara fisik, seperti beton tebal di sekitar reaktor nuklir. Tetapi membuat pesawat ruang angkasa dari beton bukanlah pilihan. (Menariknya, adalah mungkin untuk membangun moonbase dari campuran beton dari moondust dan air, jika air dapat ditemukan di Bulan, tapi itu cerita lain.) Ilmuwan NASA sedang menyelidiki banyak bahan penghambat radiasi seperti aluminium, plastik canggih dan hidrogen cair. Masing-masing memiliki kelebihan dan kekurangannya sendiri.
Itu semua adalah solusi fisik. Ada kemungkinan lain, seseorang tanpa zat fisik tetapi banyak kekuatan pelindung: medan gaya.
Sebagian besar radiasi berbahaya di ruang angkasa terdiri dari partikel bermuatan listrik: elektron dan proton berkecepatan tinggi dari Matahari, dan inti atom masif bermuatan positif dari supernova yang jauh.
Seperti biaya mengusir. Jadi mengapa tidak melindungi astronot dengan mengelilinginya dengan medan listrik yang kuat yang memiliki muatan yang sama dengan radiasi yang masuk, sehingga mengalihkan radiasi itu?
Banyak ahli skeptis bahwa medan listrik dapat dibuat untuk melindungi astronot. Tetapi Charles Buhler dan John Lane, keduanya ilmuwan ASRC Aerospace Corporation di Kennedy Space Center NASA, percaya itu bisa dilakukan. Mereka telah menerima dukungan dari Institut NASA untuk Konsep Lanjut, yang tugasnya adalah mendanai studi ide-ide yang jauh, untuk menyelidiki kemungkinan perisai listrik untuk pangkalan bulan.
"Menggunakan medan listrik untuk mengusir radiasi adalah salah satu ide pertama di tahun 1950-an, ketika para ilmuwan mulai melihat masalah melindungi astronot dari radiasi," kata Buhler. "Namun, mereka dengan cepat membuang idenya, karena sepertinya dibutuhkan tegangan tinggi dan desain canggung yang mereka pikir perlu (misalnya, menempatkan astronot di dalam dua bola logam konsentris) akan membuat perisai listrik seperti itu tidak praktis."
Pendekatan Buhler dan Lane berbeda. Dalam konsep mereka, sebuah pangkalan bulan akan memiliki setengah lusin bola karet yang konduktif sekitar 5 meter yang dipasang di atas pangkalan. Bola kemudian akan diisi hingga potensial listrik statis yang sangat tinggi: 100 megavolts atau lebih. Tegangan ini sangat besar tetapi karena akan ada sangat sedikit arus yang mengalir (muatan akan duduk secara statis di bola), tidak banyak daya yang dibutuhkan untuk mempertahankan muatan.
Bola akan terbuat dari kain tipis dan kuat (seperti Vectran, yang digunakan untuk balon pendaratan yang menyumbat benturan untuk Mars Exploration Rovers) dan dilapisi dengan lapisan konduktor yang sangat tipis seperti emas. Bola kain dapat dilipat untuk pengangkutan dan kemudian digembungkan dengan hanya memuatnya dengan muatan listrik; muatan sejenis elektron dalam lapisan emas saling tolak dan memaksa bola untuk berkembang ke luar.
Menempatkan bola jauh di atas akan mengurangi bahaya astronot menyentuh mereka. Dengan hati-hati memilih pengaturan bola, para ilmuwan dapat memaksimalkan efektivitasnya dalam memukul mundur radiasi sambil meminimalkan dampaknya pada astronot dan peralatan di darat. Dalam beberapa desain, pada kenyataannya, medan listrik bersih di permukaan tanah adalah nol, sehingga mengurangi risiko kesehatan potensial dari medan listrik yang kuat ini.
Buhler dan Lane masih mencari pengaturan terbaik: Bagian dari tantangannya adalah radiasi datang sebagai partikel bermuatan positif dan negatif. Bola harus diatur sedemikian rupa sehingga medan listrik, katakanlah, negatif jauh di atas dasar (untuk mengusir partikel negatif) dan positif lebih dekat ke tanah (untuk mengusir partikel positif). "Kami telah mensimulasikan tiga geometri yang mungkin berfungsi," kata Buhler.
Buhler membayangkan desain portabel bahkan mungkin dipasang pada penemu bulan "buggy" untuk menawarkan perlindungan bagi para astronot saat mereka menjelajahi permukaan.
Kedengarannya luar biasa, tetapi ada banyak masalah ilmiah dan teknik yang belum diselesaikan. Sebagai contoh, skeptis mencatat bahwa perisai elektrostatik di Bulan rentan terhadap korsleting oleh mengambang moondust, yang dengan sendirinya dibebankan oleh radiasi ultraviolet matahari. Angin matahari yang bertiup melintasi perisai dapat menyebabkan masalah juga. Elektron dan proton dalam angin dapat terperangkap oleh labirin kekuatan yang membentuk perisai, mengarah ke arus listrik yang kuat dan tidak diinginkan tepat di atas kepala para astronot.
Penelitian ini masih pendahuluan, Buhler menekankan. Moondust, angin matahari dan masalah lainnya masih diselidiki. Mungkin saja jenis perisai yang berbeda akan bekerja lebih baik, misalnya, medan magnet superkonduktor. Ide-ide liar ini belum memilah diri.
Tetapi, siapa tahu, mungkin suatu hari astronot di Bulan dan Mars akan bekerja dengan aman, dilindungi oleh prinsip sederhana elektromagnetisme yang bahkan dapat dipahami oleh seorang anak.
Sumber Asli: [dilindungi email]
