Способ защиты от заряженных частиц космической радиации, заключающийся в том, что создают защитное статическое электрическое или магнитное поле, отличающийся тем, что поля локализованы в пространстве между двумя вложенными друг в друга замкнутыми, геометрически непрерывными несоприкасающимися поверхностями, причем защищаемое пространство космического аппарата ограничено внутренней поверхностью, а внешняя поверхность изолирует аппарат и защитное пространство от межпланетной плазмы. Ребеко Алексей Геннадьевич
Это формулировка патента.Давайте посмотрим цифры, величины энергий частиц от чего защищаемся и необходимые энергетические и конструкционные затраты для реализации этой защиты.Частица имеющая заряд(протон , либо электрон) тормозится электрическим полем если по знаку совпадает с внутренней обкладкой.
Протоны с энергией 2ГэВ, галактического излучения , что бы их затормозить необхдимо обеспечить 2ГэВ между обкладками
Она может быть достигнута эмиссией пучка электронов с соответствующей энергией от внутренней сферы с помощью достаточно компактного лазерно-плазменного ускорителя электронов (см. Чандрашекар Джоши, «Плазменные ускорители», В мире науки, май 2006). Остатки межпланетной плазмы между сферами под действием электрического поля будут сепарированы, положительно заряженные ионы вытеснены к внешней оболочке и в конце концов выброшены за пределы устройства со субсветовой скоростью через нее. Соответственно, межпланетная плазма не притягивается устройством и не может проникнуть через внешнюю оболочку ввиду крайне ее малой энергии, менее 1 кэВ (см. Н.Г. Бочкарев, «Магнитные поля в космосе», М.: Наука, 1985 г., с.82). Этим обеспечивается необходимый вакуум для исключения ионного разряда между сферами. Для того чтобы исключить пробой на поверхности полостей, их покрывают слоем изолятора, например полимера или плавленного кварца. Простой расчет показывает, что при радиусе внутренней сферы 1-10 м (внутренний объем около 500 м3), а внешней 2-100 м, в таком сферическом конденсаторе напряженность электрического поля составляет от 1·106 до 4·108 В/м при разности потенциалов 2 ГВ. Это меньше, чем электрическая прочность плавленого кварца 6·108 В/м (см. И.К. Кикоин, «Таблицы физических величин», М.: Атомиздат, 1976 г., с.321). Принимая минимально возможную технически толщину поверхностей 0,01 мм при средней удельной плотности материала поверхности 2-3 г/см 3, получаем вес устройства около 1000 кг. Электростатическая сила притяжения сфер друг к другу в описанном примере составляет около 4·106 Н, что означает сжимающее давление для внешней сферы около 3400 Па. Компенсация сжатия возможна с помощью системы силовых штанг между сферами или распрямляющей пневматической системы трубок со сжатым газом, укрепленной на внешней оболочке. Ребеко Алексей Геннадьевич
ОТ себя добавлю что тот же эффект достигается и плоскими или криволинейными поверхностями .Те один из слоев оболочки КА , должен представлять собой обкладки конденсатора соответствующей прочностью и полярностью, Таких слоев может быть несколько.
Защита от потоков электронов в межпланетном пространстве задача намного более простая, так как в основном их энергия менее 100 Кэв (см. Н.Г. Бочкарев, «Магнитные поля в космосе», М.: Наука, 1985 г., с.76). Они легко поглощаются, например, алюминиевой фольгой толщиной менее 0,01 мм (см. И.К. Кикоин, «Таблицы физических величин», М.: Атомиздат, 1976 г., с.957). При необходимости можно применить дополнительную систему электростатической защиты. Внешняя тормозит и отражает электроны, незначительно ускоряя протоны высокой энергии, внутренняя тормозит и отражает протоны. Ребеко Алексей Геннадьевич
В отличие от магнитной, или электромагнитной зашиты , электростатическую проще реализовать, и комбинируя ее с пассивной(от нейтронов) можно добиться параметров достаточных для недолгого полета в пределах орбит Марса-Венеры, Орбиты Луны.В радиационных поясах Земли то же частицы с меньшими энергиями.Затраты массы на электростатическую защиту дают значительный выигрыш в сравнении чисто с пассивной.Испытывать ее нужно начинать уже сейчас.
