Простой щит: как постоянные магниты могут защитить астронавтов в дальнем космосе
Один из главных нерешённых вопросов пилотируемой космонавтики — как защитить людей от смертоносной радиации дальнего космоса. За пределами магнитосферы Земли астронавты подвергаются воздействию солнечных частиц высокой энергии (Solar Particle Events, SPE) и галактических космических лучей, которые за несколько месяцев могут нанести организму неисправимый вред: от повреждения ЦНС до онкологических рисков. Международная группа учёных из Италии и Германии под руководством Валерио Паризи предложила нетривиальное решение — массив постоянных магнитов. Работа доступна в препринте на arXiv.
Почему существующие решения несовершенны
Главный конкурент — сверхпроводящие магниты. Они способны создавать мощное поле ~1 Тл, но требуют непрерывного криогенного охлаждения и постоянного энергоснабжения. Если в криосистеме или питании произойдёт сбой — что в длительном полёте вполне вероятно, — щит откажет полностью, и экипаж окажется беззащитен. Пассивное решение, такое как водяные экраны, безотказно, но чрезмерно тяжело.
Постоянные магниты занимают промежуточное положение: они просты, прочны и не требуют никакого питания — это их принципиальное преимущество перед любой активной системой.
Как работает предложенный щит
Исследователи создали массив из 1 482 постоянных неодимовых магнитов кубической формы (3×3×3 см каждый), упакованных на площади 1 кв. метр. Расчёты и симуляции показали, что такой массив способен отклонять часть заряженных частиц, изменяя их траектории при помощи локального магнитного поля.
Ключевые параметры и ограничения системы:
- Щит эффективен прежде всего против относительно медленных частиц солнечного ветра и частиц средней энергии из SPE-событий.
- Для высокоэнергетических галактических космических лучей простые постоянные магниты недостаточны — этот вопрос авторы оставляют для дальнейших исследований.
- Против электромагнитного излучения (рентгена, гамма-волн), сопровождающего сильные солнечные бури, постоянный магнит неэффективен — требуется дополнительная защита.
- Масса системы существенно меньше, чем у пассивных водяных экранов того же класса защиты.
- Никакого питания для работы не нужно — ключевое преимущество при отказах оборудования.
Для чего это важно
В контексте планируемых лунных и марсианских миссий устойчивость к солнечным вспышкам становится буквально вопросом жизни. В марте 2026 года отдельная группа учёных предложила ещё одну концепцию — создание «искусственной магнитосферы» вокруг Земли путём выброса химических вещёств в магнитное поле планеты. Решение Паризи дополняет этот арсенал, предлагая компактную бортовую защиту.
Читайте также по теме: необычных магнитных свойствах материалов.
**Изображение:** астронавт в открытом космосе на фоне солнечных протуберанцев, схема магнитного поля вокруг капсулы.
