Vynález vedcov zo SAV môže prispieť k ochrane astronautov

Žijeme v časoch, kedy máme od ukončenia programu Apollo asi najbližšie k dlhodobým výpravám za hranicu zemskej atmosféry. Dokazujú to nie len úspechy súkromných spoločností ako SpaceX či Blue Origin, ktoré okrem sprístupnenia vesmírneho priestoru širšej verejnosti si stanovili za cieľ aj návrat na Mesiac a prvú ľudskú návštevu Marsu, ale potvrdzuje to aj snaha NASA presvedčiť verejnosť a kongres, že je načase sa vrátiť na Mesiac a tentokrát tam už aj ostať.

Pri navrhovaní takýchto dlhotrvajúcich misií sa ale stretávame s veľkým množstvom problémov a nezodpovedaných otázok, pričom tou najdôležitejšou je vplyv misií na ľudský organizmus a jeho zdravie. Vesmírne prostredie má svoje špecifiká a ľudské telo naň nie je zvyknuté, čo ale nie je závažný problém pri krátkodobých misiách, ako napríklad na ISS, kedy sa stav organizmu po návrate na Zem vráti v priebehu pár dní až týždňov do normálu. S dlhodobými misiami máme ale veľmi málo skúsenosti, a preto pre nás stále ostáva záhadou, aké zmeny by takéto misie spôsobili a či by bolo možné, aby sa organizmus po návrate na Zem vrátil opäť do normálneho stavu bez akýchkoľvek vážnych následkov. Posledné výskumy ukazujú, že okrem ubúdania kostného a svalového tkaniva sa budeme totiž musieť vysporiadať aj s neurologickými zmenami či kardiovaskulárnymi ťažkosťami a za hranicou zemskej magnetosféry aj častými genetickými zmenami a vznikom onkologických ochorení. No práve k vyriešeniu dvoch posledných problémov môže prispieť vynález od vedcov z Elektrotechnického ústavu a Ústavu materiálov a mechaniky strojov SAV.

Tieto ťažkosti totiž spôsobuje kozmické žiarenie, ktoré sa delí na dve kategórie. Prvá časť kozmického žiarenia sa nazýva Solar Particle Events (SPE) a je to krátkodobá a intenzívna spŕška nízko energetických častíc produkovaných pri slnečných aktivitách. Naopak druhý typ žiarenia, Galactic Cosmic Rays (GCR), je neustály prúd vysoko energetických protónov a iónov, ktoré k nám prichádzajú z oblastí mimo heliosféry, nie je však stále úplne jasné, čo je ich zdrojom. Pred SPE je tak prirodzene ľahšie sa chrániť, a to napríklad pokrytím lode rôzne hrubými vrstvami z rôzneho materiálu, no pri GCR je to už výrazne zložitejšie. Vytvoriť viacvrstvovú ochrannú bariéru z rôznych materiálov, ktoré by boli schopné pripraviť tieto vysoko energetické častice o potrebné množstvo energie by bolo veľmi náročné a zabralo by to veľa váhy, na úkor ktorej by si astronauti so sebou mohli zobrať menej vedeckých zariadení či stravy. Výskum Space Radiation Superconductive Shield (SR2S) financovaný Európskou komisiou z roku 2015, ale naznačuje, že možným spôsobom ochrany pred GCR je vytvorenie vlastného magnetického poľa lode, ktoré by od nej častice odklonilo. Slúžiť na to majú supravodiče, ktoré by takéto polia dokázali vytvoriť a ako najsľubnejšou zlúčeninou pre tvorbu jadra takéhoto supravodiča sa zdá byť borid horečnatý (MgB₂), ktorý sa stáva supravodivý pri teplote 40K (-233 °C), čo je teplota veľmi blízka teplote vesmírneho prostredia. Výsledky výskumu, ale naznačujú, že je potrebné vykonať ešte niekoľko zmien pri tvorbe takéhoto poľa, a to napríklad čo do tvaru vyprodukovaného magnetického poľa alebo aj materiálu, ktorý sa používa ako plášť okolo jadra supravodiča, a ktorý tvorí väčšinu jeho hmotnosti. Doteraz bol totižto plášť tvorený prevažne z materiálu na báze medi, čo je kov s vysokou hustotou, a teda systém s takýmto plášťom by mohol výrazne ovplyvniť celkovú hmotnosť lode. Vedcom zo spomínaných ústavov Slovenskej akadémie vied sa ale v nedávnej dobe podarilo vytvoriť plášť zo špeciálneho kompozitného hliníka, nazývaného HITEMAL®. Ten okrem toho, že poskytuje všetky vhodné vlastnosti pre supravodiče, tak ako prvý umožňuje aj výrobu ultraľahkých a tenkých drôtov supravodičov s MgB₂ jadrom. SAV sa aktuálne snaží nájsť komerčné uplatnenie tohto produktu, ktorý môže byť okrem kozmického priemyslu využívaný napríklad v levitačných pohonoch či v generátoroch pobrežných veterných turbín. No je veľmi pravdepodobné, že tento vynález bude čoskoro súčasťou ďalších testov skúmajúcich efektívnosť tvorby magnetického poľa ako ochrany pred GCR. Slovensko tak vďaka nim môže mať na plánovaných snahách navštíviť iné oblasti slnečnej sústavy významný podiel.