Le spin-off de la station spatiale pourrait protéger les astronautes liés à Mars des radiations

Il est difficile de penser aux nombreuses retombées du projet de 100 milliards de dollars pour construire et lancer la Station spatiale internationale. En fait, il y a très peu de choses sur l'ISS qui ne se concentrent pas uniquement sur le maintien de la chose en orbite.

Une exception est le spectromètre magnétique Alpha, qui est conçu, entre autres, pour déterminer si les particules de rayons cosmiques sont constituées de matière ou d'antimatière.

Le spectromètre se compose d'un aimant géant qui dévie les particules chargées et d'un certain nombre de détecteurs qui caractérisent la masse et l'énergie de ces particules. Il a été boulonné à l'ISS l'année dernière et est actuellement bombardé par environ 1000 rayons cosmiques par seconde.

Aujourd'hui, Roberto Battiston de l'Université de Pérouse en Italie et quelques amis disent que la technologie développée pour le spectromètre pourrait être utilisée pour protéger les astronautes des radiations pendant les vols spatiaux de longue durée à l'avenir.

Le voyage vers les astéroïdes, Mars ou au-delà est en proie à des problèmes technologiques. L'un des plus difficiles est de trouver un moyen de protéger les humains contre les particules à haute énergie qui, autrement, augmenteraient les niveaux de rayonnement à des niveaux inacceptables.

Sur Terre, les humains sont protégés par l'atmosphère, la masse de la Terre elle-même et le champ magnétique terrestre. En orbite terrestre basse, les astronautes perdent la protection de l'atmosphère et les niveaux de rayonnement sont par conséquent plus élevés de deux ordres de grandeur.

Dans l'espace lointain, les astronautes perdent l'effet protecteur de la masse de la Terre et de son champ magnétique, augmentant encore les niveaux cinq fois et au-delà des limites acceptables que les humains peuvent supporter au cours des 18 mois environ qu'il faudrait pour se rendre sur Mars ou les astéroïdes.

Un moyen évident de protéger les astronautes consiste à utiliser un champ magnétique artificiel qui éloignerait les particules chargées. Mais des études antérieures ont conclu que les aimants ordinaires seraient trop gros et lourds pour être pratiques lors d'une mission spatiale.

Cependant, les aimants supraconducteurs sont plus puissants, plus efficaces et moins massifs. Ce sont de bien meilleurs candidats pour protéger les humains.

Le seul problème est que personne n'a construit et testé un aimant supraconducteur dans l'espace.

C'est là qu'intervient le spectromètre magnétique Alpha. Cette machine a été conçue et construite avec un aimant supraconducteur capable de fonctionner dans l'espace.

Maintenant, Battiston et ses collègues ont utilisé les connaissances et l'expérience acquises lors de la construction de cette machine pour étudier comment elle pourrait être utilisée dans une mission dans l'espace lointain pour les humains. Par exemple, ils utilisent le logiciel développé pour simuler le comportement des aimants supraconducteurs sur le spectromètre afin d'étudier comment un système évalué par l'homme pourrait fonctionner.

Cela simule non seulement le champ magnétique, mais aussi les forces qu'il génère et la façon dont elles sont distribuées, une considération importante dans les systèmes supraconducteurs.

En particulier, ils comparent deux conceptions différentes de la manière dont les fils sont enroulés sur l'aimant, l'une utilisant des enroulements toroïdaux ordinaires et l'autre utilisant un enroulement à double hélice.

Leur conclusion est que la double hélice offre des avantages importants en raison de la façon dont les forces sont réparties en son sein. Ceux-ci nécessiteraient moins de soutien externe, ce qui réduirait la masse de l'ensemble du système.

C'est un projet potentiellement intéressant - la Station spatiale internationale a toujours été considérée comme un tremplin vers le système solaire, il est donc approprié que sa technologie puisse servir de base à de futures missions.

Cependant, ce n'est pas toute l'histoire. Ce que Battiston et ses collègues omettent de mentionner, c'est qu'après 15 ans de conception et de tests pour un coût de 2 milliards de dollars, le système d'aimants supraconducteurs n'aurait pas pu être suffisamment fiable pour voler dans l'espace. En fin de compte, il a dû être remplacé à la hâte par des aimants permanents quelques mois seulement avant que la navette spatiale ne l'envoie dans l'espace l'année dernière.

La NASA et d'autres agences spatiales ont toujours su qu'envoyer des humains dans l'espace était difficile et coûteux. Ce qu'ils n'ont pas compris, c'est qu'ils doivent dépenser de plus en plus pour en faire de moins en moins.

Le spectromètre magnétique Alpha en est un exemple. La seule science importante réalisée sur l'ISS de 100 milliards de dollars concerne le spectromètre. Et la seule raison pour laquelle il est attaché à l'ISS est la puissance dont il était censé avoir besoin pour sa conception supraconductrice d'origine : seuls les panneaux solaires de l'ISS pourraient en fournir suffisamment, nous a-t-on dit. La présence humaine est plus ou moins indifférente.

Peut-être que les futurs systèmes pourraient être suffisamment fiables pour protéger les humains. Ils pourraient même être suffisamment légers pour être lancés dans l'espace. Mais il ne semble pas probable qu'ils puissent être rendus suffisamment bon marché pour être justifiables à court ou moyen terme.

Voici l'essentiel : les humains sont une cargaison chère qui ajoute peu ou pas de valeur en matière de science dans l'espace.

Le message est donc clair : si nous voulons le meilleur rendement de nos dollars spatiaux, nous ferions mieux d'envoyer des robots dans un avenir prévisible. Et ils n'ont besoin d'aucune sorte de protection magnétique, supraconductrice ou autre.

Réf : arxiv.org/abs/1209.1907 : ARSSEM : Bouclier anti-radiation actif pour les missions d'exploration spatiale

cacher