Costruire scudi per una missione con equipaggio su Marte

Esistono molti modi per ridurre l'esposizione alla radiazione ionizzante che, nello spazio, risulta fino a 100 volte superiore rispetto a quella della Terra. L'aumento della distanza dalla fonte di radiazione garantisce una riduzione del tempo di esposizione e della schermatura. Il carattere isotropico dei raggi cosmici trasforma la distanza in un fattore irrilevante nello spazio. In base ai piani di esplorazione e di colonizzazione, il tempo dovrebbe subire un aumento anziché una diminuzione.

La contromisura più semplice è rappresentata dalla schermatura. Tuttavia, i materiali attualmente disponibili offrono una riduzione relativamente scarsa della dose depositata dai raggi cosmici ad alta energia. Nell'ambito del progetto SR2S ("Space radiation superconductive shield"), finanziato dall'UE, gli scienziati stanno conducendo alcuni esperimenti servendosi di superconduttori che consentono a uno scudo magnetico di deviare i raggi cosmici, così come accade per il campo magnetico terrestre che è in grado di proteggere il nostro pianeta.

Un cavo caricato elettricamente per looping produrrà un intenso campo magnetico, 3 000 volte più forte rispetto a quello terrestre, in grado di avvolgere il veicolo spaziale e con un diametro di circa 10 m. I partner del progetto suggeriscono che una simile schermatura del veicolo spaziale con equipaggio dalla radiazione ionizzante rappresenti un requisito importante per le missioni di esplorazione verso il pianeta rosso e per l'atterraggio sulla sua superficie.

Un campo magnetico simile sarebbe in grado di ridurre la quantità di potenza destinata ad altri utilizzi sul veicolo spaziale. Gli scienziati di SR2S hanno quindi deciso di utilizzare superconduttori in grado di garantire un passaggio privo di ostacoli delle correnti elettriche che, in tal modo, possono essere mantenute senza accesso a una fonte energetica. Il campo magnetico viene quindi caricato dal Sole preservando per anni l'energia accumulata.

Inoltre, poiché i superconduttori sono materiali in grado di funzionare a temperature estremamente basse, lo spazio rappresenta un luogo ideale per un loro eventuale utilizzo. I ricercatori di SR2S hanno scelto di utilizzare il diboruro di magnesio, un nuovo materiale superconduttore in grado di funzionare a una temperatura di 10 kelvin, comparabile a quello presente nello spazio profondo e in grado di eliminare il bisogno di raffreddare l'elio liquido.

Tuttavia, le bobine superconduttrici tendono ad aumentare leggermente la propria temperatura sul lato esposto al Sole perdendo, in tal modo, le capacità in termini di superconduttività. I risultati dell'iniziativa SR2S includono quindi criosistemi leggeri e a bassa energia in grado di preservare le basse temperature della bobina. La missione con equipaggio su Marte prevista ha finora dimostrato di possedere grandi potenzialità in termini di progresso tecnologico che andranno principalmente a vantaggio delle applicazioni terrestri.