Физики защитят космонавтов от радиации при помощи брони из наночастиц

"Наши наночастицы можно приспособить и для других целей и работы с другими типами излучения. К примеру, их можно использовать для создания стекол для ванных комнат, способных превращаться в зеркала по желанию человека, или окон, пропускающих мало или много света в разное время суток или разные времена года", — рассказывает Андрей Мирошниченко из Национального университета Австралии в Канберре.

Считается, что высокий уровень космической радиации является одной из основных проблем, которые возникнут при полете человека на Марс. Пока невозможно предсказать, как космические лучи и другие формы излучения могут повлиять на здоровье космонавтов или астронавтов, однако адекватная защита от всех возможных эффектов потребует больших расходов энергии или топлива.

На текущий момент ученые планируют решить эту проблему двумя путями – наращивая толщину обшивки кораблей и скафандров, и используя сверхпроводники для поддержания мощных магнитных полей, которые бы отталкивали заряженные частицы и не позволяли им проникнуть внутрь. Подобные системы хорошо справляются с защитой от тяжелых, но медленных частиц, но при этом не препятствуют движению ультрафиолета и теплового излучения, способных повредить ДНК и другие молекулы в клетках человека, и полупроводниковые чипы внутри самих кораблей.

Мирошниченко и его коллеги нашли способ защитить потенциальных марсонавтов, спутники и космические корабли от подобных лучей, создав необычные наночастицы, способные избирательно пропускать свет в зависимости от того, насколько сильно они нагреты.

Они представляют собой небольшие кусочки кремния, похожие на микроскопические зерна злаков размером в несколько десятков нанометров. Экспериментируя с такими частицами, ученые обнаружили, что если их сложить в определенный узор, их оптические свойства меняются таким образом, что они начинают или пропускать ультрафиолетовое излучение, ИК-лучи и видимый свет, или же отражать их.

Малейшие изменения в размерах наночастиц или их положении, как отмечают физики, резко меняют их оптические свойства, благодаря чему даже малейший их нагрев будет заставлять их или отражать, или пропускать через себя эти лучи. Температуры в космосе могут меняться очень сильно в зависимости от освещенности Солнцем, и это свойство наночастиц можно использовать для защиты спутников не только от космических лучей, но и от перегрева, а астронавтов – от переохлаждения.