Les aimants permanents pourraient-ils protéger les astronautes des tempêtes solaires ?

Les astronautes voyageant au-delà de l'atmosphère protectrice de la Terre font face à un barrage incessant de rayonnements nocifs, faisant du blindage un défi critique pour les futures missions dans l'espace lointain. Une étude récente publiée sur arXiv explore une nouvelle approche pour atténuer cette menace: l'utilisation d'aimants permanents pour créer une barrière protectrice contre les tempêtes solaires. Des chercheurs d'Italie et d'Allemagne, dirigés par Valerio Parisi, proposent qu'un réseau d'aimants permanents pourrait offrir une solution légère et peu exigeante par rapport aux méthodes existantes comme les aimants supraconducteurs ou les boucliers à base d'eau.

Les événements de particules solaires (SPE), des explosions de protons à haute énergie émises lors d'éruptions solaires intenses, représentent un risque direct pour les astronautes. Ces particules énergétiques peuvent pénétrer dans les engins spatiaux et endommager les tissus humains, augmentant ainsi la probabilité de maladies dues aux rayonnements, de mutations génétiques et même de décès.

Les aimants supraconducteurs représentent une autre alternative, capable de générer de puissants champs magnétiques qui peuvent détourner les particules chargées d'un vaisseau spatial. Cependant, ces systèmes nécessitent un refroidissement cryogénique continu et une alimentation électrique fiable, ce qui les rend vulnérables aux pannes. Si le système de refroidissement fonctionne mal ou si la source d'alimentation est perturbée, tout le mécanisme de blindage s'effondre, laissant l'équipage exposé à des rayonnements non filtrés. En revanche, les aimants permanents offrent une option plus simple et plus résistante.

Ils sont fabriqués à partir de matériaux durables comme le néodyme-fer-bore (NdFeB) et peuvent maintenir leurs propriétés magnétiques indéfiniment dans des conditions normales. L'étude a testé un ensemble de 1 482 petits aimants permanents, chacun mesurant 3 x 3 x 3 centimètres, disposés sur une surface de 1 mètre carré. Le poids total de cette configuration était inférieur à 300 kilogrammes, nettement plus léger que les options de blindage traditionnelles.

Bien que ce résultat démontre le potentiel des aimants permanents pour atténuer les effets des tempêtes solaires, il met également en évidence des limites clés. Le champ magnétique généré par le réseau est directionnel, ce qui signifie qu'il offre une protection minimale contre les rayons cosmiques galactiques (GCR), qui proviennent de toutes les directions et transportent une énergie beaucoup plus grande. En outre, l'étude prévient que l'interaction entre les protons et les aimants pourrait produire des rayonnements secondaires, y compris les neutrons et les rayons gamma, qui pourraient présenter des risques supplémentaires. Cela souligne la complexité de la conception d'un bouclier de rayonnement complet utilisant uniquement des champs magnétiques.

Les chercheurs reconnaissent que, bien que les aimants permanents soient prometteurs, ils devraient probablement être combinés avec d'autres techniques de blindage pour assurer une protection complète. Alors que les agences spatiales planifient des missions plus longues vers la Lune, Mars et au-delà, la recherche d'un blindage efficace et durable contre les rayonnements se poursuit.