Navicelle spaziali caricate al plasma possono bloccare la missione su Marte perché l'elettricità uccide

Il mondo conosce bene i rischi del viaggio spaziale da quando la cabina dell'Apollo 1 è andata in fiamme durante un lancio di prova, uccidendo tre astronauti. Sebbene quel missile non abbia mai lasciato il terreno, le morti di Gus Grissom, Ed White e Roger Chaffee sono state innescate dalla più grande minaccia per gli esseri umani nello spazio: l'elettricità. La cabina si accese quando un incendio elettrico alimentato da un nylon combustibile e ossigeno ad alta pressione svuotò l'imbarcazione non rifornita. L'elettricità e le astronavi non si combinano bene. E il problema peggiora ulteriormente, più lontano da Cape Canaveral vai.

Una grande percentuale dell'attuale veicolo spaziale è senza equipaggio, motivo per cui non sentiamo parlare di incendi spaziali più spesso - non c'è ossigeno a bordo. Il propellente è generalmente infiammabile, ma presenta meno rischi. L'elettricità rappresenta per lo più un problema quando si vogliono mantenere in vita le persone, specialmente nei viaggi più lunghi - qualcosa che dobbiamo considerare mentre guardiamo verso Marte e persino Alpha Centauri.

La NASA sta già lavorando su una migliore comprensione dei fuochi elettrici nello spazio in preparazione di un futuro di maggiore esplorazione dello spazio e viaggi che ci porterà oltre la semplice orbita terrestre bassa. L'esperimento Saffire-1 - in cui l'agenzia spaziale avvierà un fuoco su larga scala a bordo di un veicolo di rifornimento Cygnus vuoto - ci aiuterà sicuramente a capire meglio come funziona un incendio in un ambiente a gravità zero e cosa si può fare per aiutare proteggere gli astronauti che potrebbero trovarsi di fronte a una tale situazione. Questo è un inizio, ma presuppone che la minaccia elettrica provenga dall'interno. E non lo è. Lo spazio stesso potrebbe potenzialmente provocare incendi elettrici.

J.R. Dennison, un fisico dei materiali presso la Utah State University, ha passato un bel po 'di tempo a scavare nelle preoccupazioni della NASA su come la carica indotta dal plasma potrebbe causare un guasto completo nelle apparecchiature elettroniche e persino portare a un'esplosione o due. Ecco la cosa: tipicamente pensiamo allo spazio come a un vuoto vuoto, ma non lo è. Lo spazio è denso di elettroni, ioni e correnti indotte da fotoni prodotti da stelle e eventi astrofisici di alta energia. Queste correnti sono inevitabili e, mentre le navicelle spaziali si muovono attraverso di esse, possono lasciare una carica sul metallo più o meno allo stesso modo in cui la lana fa una giornata fredda. È abbastanza pericoloso volare in una piccola scatola di metallo, ora si presume che la scatola stia portando una forte carica elettrica. È un grosso problema che potrebbe bloccare i viaggi umani nello spazio profondo.

In sostanza, il problema che la ricarica crea è che non offre agli ingegneri spazio per errori. Se un filo difettoso si allenta e accade di entrare in contatto con l'esterno (o l'interno) di un veicolo carico, gli astronauti avranno un problema.

Dennison ha cercato di capire le dinamiche più dettagliate con cui si verifica la carica del veicolo spaziale. Ciò include dove è probabile che la carica si verifichi su un veicolo spaziale, i tipi di eventi che esacerbano la carica (come radiazioni o aumenti di temperatura causati da un brillamento solare), i tipi di materiali che contribuiscono o attenuano la carica e molto altro. In definitiva, l'obiettivo è quello di trovare materiali con i quali possiamo costruire veicoli spaziali che non sarebbero utili per caricare l'accumulo - cioè materiali non statici. Questo è tanto più facile a dirsi che a farsi. Dopotutto, è necessario costruire un veicolo spaziale con metalli leggeri per ottenere un livello accettabile di sicurezza nello spazio. E sono conduttivi come l'inferno.

Dennison non ha ancora trovato la soluzione. Ha gettato le basi per ciò che la NASA e altre agenzie spaziali e compagnie spaziali private devono essere a conoscenza se sono seriamente intenzionati a mandare più persone nello spazio. Nel frattempo, non mancano le idee strane che potrebbero aiutare a salvare il secchio dei bulloni e del metallo che continuiamo a inviare lassù.

Una di queste proposte: l'acqua. Un team di ricercatori della Colorado School of Mines e della University of California, Davis, pensa che potremmo andare alla vecchia maniera e usare H2O per spegnere gli incendi elettrici nello spazio. È meglio di niente, anche se non è proprio sorprendente per quanto riguarda i piani.

Qualunque strategia di sicurezza antincendio, la NASA e gli altri finiscono per perseguire, dovranno presto capire qualcosa se vogliamo raggiungere la scadenza del 2040 per l'invio di astronauti su Marte. Il prossimo grande polimero non sarà solo una svolta nella scienza dei materiali, sarà un vero toccasana.