Allora a Trento stanno lavorando per niente?
Da come lo annunciavano, sembrava che avessero scoperto l’America, ma sinceramente non mi sembra tutta questa novità: il concetto dello scudo magnetico per i raggi cosmici è stato già ampiamente studiato e sviscerato dalla NASA, per poi essere accantonato perché troppo massivo:
" PI: J.Hoffman; Co-PI: P.Fisher; Researcher: O.Batishchev NIAC Phase I Final Report 34
In summary, the magnetic shield will:
•
reduce the total radiation dose by a factor of at least three in a 200 m3 habitable volume
•
have a mass of between 400 and 1600 t
•
require 52-75 tons of liquid helium for a three year mission
•
need 117-169 kW of power for cryocoolers
•
store 16 GJ of energy, requiring a dump mass of 5000 tons for a 30 C temperature increase "
Questo paragrafo, per esempio, è estratto da uno studio della NASA del 2005: http://www.niac.usra.edu/files/studies/final_report/988Hoffman.pdf
Senza contare che 16 GJ di energia immagazzinati nelle spire, se il sistema di raffreddamento si interrompe, generano un esplosione pari a quella di una bomba con 3.47 tonnellate di tritolo. Nessun ente certificatore approverebbe mai un dispositivo simile su un veicolo manned.
Molto più promettenti sono invece le magnetosfere artificiali dove il campo magnetico è veicolato da una bolla di plasma che circonda la nave, e si può ottenere un’ottima schermatura con un apparato di una trentina di kg, come quella dello studio di Winglee.
Immagino che per affermare che la mini magnetosfera dell’universita’ di Seattle sia pronta e necessiti solo di essere lanciata e collaudata tu sia in possesso di altri papers o loro articoli che sarebbe molto interessante leggere.
Quello che ci hai postato e’ probabilmente il loro primo progetto preliminare, ma dal momento che quest documento termina con un “further work needs to look at the final solution…” capirai che adesso siamo curiosissimi di sapere come hanno risolto i diversi dubbi e verificato le ipotesi di fisica dei plasmi fatte.
Veramente nel paper che hai postato e’ piu’ volte ribadito (perfino nell’abstract) che le potenze in gioco sono dell’ordine delle centinaia di kilowatts. Credo che tu ti stia confondendo con l’esperimento descritto a pagina 6, che termina con un “it is not sufficiently efficient for schielding applications”.
Non so, se e’ come dici tu allora negli altri articoli che saranno sicuramente seguiti hanno trovato una soluzione anche a questo, se si, facci sapere.
Per chi non ha avuto modo di leggere il paper, l’idea di base e’ di produrre intorno alla capsula una bolla di plasma di 100-1000Km di raggio al cui interno e’ congelato un campo magnetico generato con una potenza dell’ordine di 100kW, consiglio la lettura per avere bene idea di cosa si tratti veramente 
E’ stato costruito e testato in laboratorio. Ovviamente non è stato mai lanciato, quindi necessita di prove sul campo per vedere la il numero e la disposizione ottimale degli apparati (ovvero se ne basta una o ce ne vuole più di una e come devono essere disposte) e l’ottimizzazione delle pulsazioni (durata, intensità e frequenza). Ma l’hardware, ovvero il barilotto con le spire, l’antenna elicoidale e la bombola di gas è semplicissimo.
C’è da premettere una cosa: la mini magnetosfera è proposta sia come apparato propulsivo, sia come sistema di scudo antiradiazione: nel secondo caso, propone 100 KW di potenza pulsante, che potrebbero anche essere ottenuti con una corrente continua di un KW e un impulso di 1/100 di secondo. Bisogna poi sperimentarlo nelo spazio, per ottimizzare la frequenza degli impulsi e la durata per massimizzare l’effetto schermante e ridurre i consumi.
Nel caso un sistema pulsante non si rivelasse sufficiente, allora ci vorrebbe una potenza continua intorno ai 100 KW che comporterebbe un bel po’ di pannelli solari (oppure un propulsore nucleare bimodale come il Pratt & Whitney Escort o il Triton) ma sarebbe sempre un consumo inferiore a quello dei cryocooler necessari a mantenere fredde le spire superconduttive.
In ogni caso, l’apparato descritto è sicuramente più semplice e più fattibile di un sistema che come minimo è grande come un apparato di risonanza magnetica (senza contare la fonte di energia).
Quaoar, ma proprio tu che dài tutto per fatto, provato e scontato, perchè non ti rendi conto che ci vanno decine di proposte come quella di Trento per affinare i dettagli, risolvere uno ad uno gli ostacoli che sembrano insormontabili, e alla fine arrivare a una soluzione accettabile? Ma hai mai lavorato per anni ad un progetto tecnologico complesso, portandolo a conclusione?
A me la proposta di Battiston sembra interessante. Ovviamente bisogna pensare, calcolare, progettare, risolvere problemi, e capire se sia fattibile o no. Le energie in gioco non devono essere necessariamente quelle, la massa delle bobine può essere ridotta, il problema del quenching è enorme ma può essere affrontato e gestito usando le tecniche in corso di sviluppo all’LHC, i superconduttori ad “alta” temperatura pian piano migliorano… almeno questa è una strada chiara, con un sacco di ostacoli ma chiara. Il generatore di bolle di plasma è una via completamente nuova; magari geniale e risolutiva, ma tutta da provare, non basta un “proof of concept” in laboratorio per dire che l’apparato c’è, funziona, serve, e può stare in funzione due anni in maniera autonoma. Insomma, girala come vuoi, per l’uno o per l’altro mancano vent’anni per avere un prototipo funzionante nello spazio, man-rated.
Ok, perfetto, come immaginavo.
Al contrario di come e’ stato detto, questo progetto e’ tutt’altro che pronto.
Come del resto si evince anche dalle conclusioni degli autori stessi del paper, che non conoscevo e reputo molto interessante… e mi dispiace trovarmi di nuovo in disaccordo, ma non fuonziona proprio come dici tu. In tutti i progetti la parte di progettazione e qualifica viene fatte a terra. La prova sul campo (nello spazio) viene fatta con un dimostratore una volta superata la qualifica (a terra).
quindi alla domanda:
si risponde con un:
No, stanno cercando una soluzione efficace e fattibile al problema della schermatura come molti altri centri di ricerca nel mondo, buon lavoro a tutti!
Ma ti rendi conto di quello che dici? Spiegami come fai a testare a terra una magnetosfera artificiale che dovrebbe estendersi per chilometri nello spazio: dovresti creare una struttura gigantesca e farci il vuoto dentro. Ovviamente, l’m2p2 è stata provata in una camera sotto vuoto, ma non potrà mai essere testata sulla Terra.
La stessa cosa diceva Frankin Chang-Diaz per il suo Vasimr: il progetto è pronto, quasi sicuramente funziona, ma per vedere se effettivamente gli ioni si distaccano dalle linee di forza del campo magnetico dell’ugello superconduttivo, come previsto dalle simulazioni numeriche, non c’è altro modo che testarlo nello spazio.
quindi alla domanda:
si risponde con un:
No, stanno cercando una soluzione efficace e fattibile al problema della schermatura come molti altri centri di ricerca nel mondo, buon lavoro a tutti!
[/quote]
E allora, se dobbiamo dire per forza che va bene che bisogno c’è di discutere?
Se non puoi esprimere un parere scettico a che serve un forum?
Io ho esposto i motivi del mio scetticismo (massa eccessiva, esposione catastrofica in caso di avaria al sistema di raffreddamento, effetti del campo magnetico sconosciuti sul corpo umano). Non sarebbe più logico, se invece di aggredirmi, mi spiegassi tu i motivi tecnici per cui il progetto di Trento secondo te è valido?
Non è che il lavoro è inutile: è comunque lodevole che qualcuno lavori sul problema visto che la NASA ha più o meno deciso di restare in LEO per i prossimi trent’anni. Solo che se deve essere utile all’esplorazione spaziale, il dispositivo deve essere qualcosa di leggero e compatibile con ciò che possiamo lanciare attualmente. Altrimenti avremo qualcosa che magari andrà benissimo tra quarant’anni, se magari ci saranno navi da 1000-2000 tonnellate e razzi a fusione che tanto un ugello magnetico superconduttivo devono averlo comunque, e allora puoi sfruttare il campo dell’ugello e della magnetocamera anche come scudo per i raggi cosmici.
Interessante come concetto, non lo conoscevo. Ma cosa intendi con “è già pronta”? Io da quel paper vedo un idea molto interessante, ma non vedo un sistema tecnologico pronto a implementarlo. Altri link di qualcuno che lo ha testato? Oppure è qualcosa che esiste solo sulla carta?
E’ un dispositivo semplicissimo, fatto da un barilotto di 20 cm di diametro, circondato da un avvolgimento al centro c’è un iniettore di gas, collegato a una bombola di gas (o ai serbatoi di propellente visto che si può usare benissimo l’idrazina), con un antenna elicoidale in RF, che ionizza il gas o il liquido trasformandolo in un plasma. Costruire un dispositivo simile può farlo chiunque con un minimo di esperienza in un garage. Il problema è che la magnetosfera per espandersi ha bisogno di uno spazio vuoto di decine di km cubici e l’unico modo per testarla è quella di metterlo su un satellite e spedirla nello spazio.
Questo purtroppo non è stato mai fatto. E’ stata soltanto provata a terra nella Test Area 300 del Marshall Space Flight Center della NASA, dove ha dato risultati in accordo con le previsioni, ma ovviamente ci vuole la prova sul campo.
Su questo link puoi vedere dei filmati fatti sotto vuoto: http://earthweb.ess.washington.edu/space/M2P2/
Forse sono stato troppo vago e posso essere stato frainteso, ovviamente nessuno propone di creare una camera a vuoto di 1000 kilometri di raggio per testare questa magnetosfera.
Quello che ti stavo dicendo e’ che il numero e la disposizione ottimale degli apparati, la definizione delle pulsazioni (durata, intensità e frequenza) non vengono testate “sul campo” come credi tu, ma vengono definite a terra insieme alla qualifica dell’hardware che al momento manca perche’ gli autori stessi dicono che devono proseguire gli studi, ecco perche’ non puoi definire il progetto “giä pronto”. Poi una volta risolte tutte le questioni puoi pensare che ti lascino costruire un dimostratore.
Ti ho gia’ scritto in un altro post che questo tuo modo di dare tutto per giä pronto e costruibile con pochissime risorse genera a mio modesto parere perplessitä. Per di piü alla luce di quello che e’ scritto nel paper.
Qui credo che tu abbia completamente travisato quello che stavo dicendo… Non ho assolutamente commentato il progetto di Trento semplicemente perche’ non lo conosco, non ne so niente di niente! a differenza della mini magnetosfera non sono stati postati qui paper su questo lavoro… quindi mi sono limitato a dire che a Trento come in altri posti stanno cercando di trovare la maniera di risolvere un problema che non e’ stato ancora risolto da nessuno al momento. Questo non credo significhi dire che il progetto di Trento e’ valido…
Mi potresti citare la parte di messaggio dove ti ho aggredito???
Grazie
Alla NASA di studi ne hanno fatti molti e hanno concluso che i sistemi superconduttivi sono troppo massivi e pericolosi.
http://ntrs.nasa.gov/archive/nasa/casi.ntrs.nasa.gov/20050180620_2005179931.pdf
LHC sta sotto terra e se devi usare tonnellate di acqua per assorbire l’energia del quenching non ci sono grossi problemi. Purtroppo le masse che possiamo realisticamente lanciare in LEO con ciò che al momento disponiamo sono quelle che sono.
Puoi deflettere i GCR con un campo debole in una spira di 10 km di diametro, che non è fattibile oppure con spire che circondano la nave e campi molto intensi (una ventina di Tesla) che però sono massive e possono esplodere. L’idea di Winglee, ovvero di usare campi magnetici deboli generati da dispositivi leggeri che vengono gonfiati col plasma ed estesi per chilometri, sembra invece più compatibile con i lanciatori attualmente presenti sul mercato o disponibili in un prossimo futuro.
Poi magari Battiston, che è sicuramente uno scienziato di valore, avrà qualche idea originale, per ridurre la massa e ottenere lo stesso effetto con campi molto meno intensi di 20 T. Aspettiamo e vediamo.
Ho scritto a Battiston (segnalandoli il lavoro di Seattle) che mi ha gentilmente risposto. Ecco quanto scrive:
grazie per la segnalazione di questo lavoro. Lo ho letto per ora rapidamente, vorrei approfondirne il contenuto.
Innanzitutto posso dire che certamente l'obbiettivo di avere un campo relativamente basso ma che si estenda su dimensioni relativamente grandi è un obbiettiivo comprensibile in questo tipo di studi in quanto può portare a oggettivi vantaggi.
Abbiamo studiato per anni configurazioni magnetiche stazionarie, vale a dire realizzate con correnti permanenti in bobine dalle forme più strane. Ci siamo convinti che
a) o si fanno delle bobine di dimensioni enormi ( km di circonferenza) percorse da correnti relativamente piccole ma comunque superconduttive (altrimenti occorre una energia enorme)
b) o si fanno bobine di dimensioni accettabili (svariati metri) ma percorse da correnti molto grandi e sottoposte quindi a forze molto grandi che corrispondentemente richiedono strutture di supporto molto pesanti
non esiste quindi una soluzione piccola e leggera con campi magnetici stazionari.
Per quanto riguarda la magnetosfera artificiale, farei le seguenti affermazioni
a) a nessuno interessa fermare il plasma di bassa energia, basta una parete dell’abitacolo. La posta in gioco è fermare le particelle da 100 MeV (solari) e i raggi cosmici galattici che hanno il picco a 1 GeV.
b) per fare questo non credo che un campo magnetico tipo quello terrestre (dipolare) possa fare un gran che a meno che la bobina che lo genera non sia di enormi dimensioni. Si ricordi che nel caso della terra lo schermo magnetico funziona perché siamo nella ZONA ESTERNA, rispetto al magma magnetizzato che forma una spira di corrente di GRANDISSIME DIMENSIONI MA INTERNA RISPETTO A NOI, sotto la crosta terrestre.
Per quanto riguarda la magnetosfera impulsata, è un concetto per me nuovo, che devo capire bene per cui non mi esprimo per ora. dico solo che queste simulazioni in condizioni di campo variabile sono molto complesse da fare in modo affidabile. in ogni caso c'è da considerare l'energia coinvolta. Con grandissime quantità di energia si possono fare molte cose…..ma occorre averla a disposizione
Per quanto riguarda il peso, 15 tonnellate sono poche il nostro schermo ne pesa certamente di più. Ricordo però che la Space Station di tonnellate ne pesa 450. Il viaggio verso marte non si fa su una capsuletta, ma con una space station.
Roberto Battiston
PS: la minimagnetosfera di Seattle tutto è tranne che pronta. Hanno fatto delle simulazioni e siccome non sono sicuri che siano corrette le vogliono testare nello spazio……troppo facile ! se uno conosce davvero la fisica che vuole sfruttare la può simulare con una precisione arbitraria. Se ha delle incertezze vuole dire che non si fida delle simulazioni, e magari ha ragione perché sono complesse in questo caso.
Altro articolo interessante Quaoar, ma è datato 2005. Qualcosa di più aggiornato? Perchè 9 anni sono un’era geologica se si parla di superconduttori, e le masse e le energie in gioco potrebbero essere cambiate radicalmente nel frattempo. Per la cronaca, mia moglie coi super conduttori ci ha lavorato qualche anno, con sistemi piuttosto piccoli (della dimensione di una stanza) e non le è mai esploso niente in faccia…
Parlando del progetto di Battiston e in generale delle protezioni attive, la “sicurezza” è in effetti il problema grosso imho, perché quando le bobine vanno in quenching butti via tutto (senza necessariamente far esplodere la nave spaziale): e una volta che le bobine sono inutilizzabili e gli astronauti si trovano a metà strada per Marte e improvvisamente senza protezione da radiazioni, che fai? Per questo motivo credo che l’affidabilità dei sistemi passivi (come gli schermi d’acqua intorno al veicolo) sia ancora la carta vincente
E’ una risposta sensata e Battiston è sicuramente uno scienziato di altissimo livello. L’unica considerazione è che se le masse della nave sono dell’ordine delle 400 tonnellate, tra propellente di andata e ritorno siamo oltre le 3000 tonnellate e con 3000 tonnellate di propellente avremmo già un’ottima schermatura passiva.
Il problema è che puoi simulare bene ciò che conosci, non ciò che non consoci e la fisica dei plasmi presenta ancora molti lati oscuri (altrimenti avremmo già fatto la fusione nucleare). Per questo l’unico modo per ottimizzare dispositivi come l’m2p2 o il Vasimr di Chang-Diaz e provarli nello spazio.
Ottimizzare vuol dire perfezionare una cosa che e’ gia’ stata dimensionata, progettata e dimostrato che funzioni (anche tramite simulazioni numeriche), non si puö dire questo dell’m2p2. Non si progetta con una serie di campagne di lancio nello spazio.
Lupin, ma tu conosci Battiston personalmente? Perche’ se non lo conosci e lui si e’ preso la briga di rispondere ad una persona che gli chiede delucidazioni via email e’ un professore di lodevole disponibilitä! 
Ho notato che nel PS ha scritto esattamente le stesse cose che ho scritto io…
Quaoar, nel farti notare che tu a questa frase mi hai risposto con un “ma ti rendi conto di quello che dici?” (e non me la sono presa minimamente), ci tengo molto a capire quale e’ la parte del messaggio dove ti ho aggredito come dici tu. Non mi hai risposto, ma credo sia importante per capire come non urtarti di nuovo in futuro
Grazie
Allora diciamo solo che le singole unità m2p2 sono già state costruite, testate in camera a vuoto e necessitano di essere collaudate e ottimizzate per vedere la durata e l’intensità dei pulse, il numero e la disposizione ottimale dei barilotti e i consumi di gas. Puoi fare tutto questo a terra utilizzando un buon software, ma una volta finito il lavoro di simulazione, per essere sicuro che funzioni veramente devi comunque mandarlo nello spazio.
Mi sembrava di cogliere un certo risentimento. Se mi sono sbagliato ti chiedo scusa. 
E’ notevole che abbia risposto.
Spero che trovino qualche sistema funzionante di massa ridotta, perché nessuno ci farà mai costruire una nave grande quanto l’ISS da mandare su Marte.
Scusa se insisto quaoar, ma… qualcuno lo sta facendo?
Perché appunto, tu l’hai presentato come già pronto, ma io cercando di qua e di là (incluso in NTRS) non riesco a trovare niente di meno vecchio di 10 anni… Winglee ha sviluppato la teoria di questo concetto, e ha fatto qualche test in camera a vuoto (anche al Marshall). Quali sono i risultati dei test? NASA ci sta mettendo fondi? C’è qualche progetto concreto che porta avanti questo concetto?
(preciso: non voglio essere polemico, sono davvero interessato a saperne di più se qualcosa esiste)
No, non lo conosco e nemmeno sapevo che esistesse fino a pochi giorni fa. E pensa che ha risposto alla mia mail nel giro di due ore sebbene glie l’avessi inviata alle dieci e mezza di sera!!