Концепцията за марсианския магнитен щит в точката на Лагранж L1

Основателят и генерален директор на SpaceX в своя Twitter акаунт предложи марсианските колонизатори да бъдат защитени от локални генератори на магнитно поле. Той подхвърли тази фраза в отговор на критичната забележка, че е невъзможно изграждането на човешко селище на планета без магнитосфера. Именно тогава Илън Мъск спомена за генераторите.

Разгърна се интересна дискусия относно техническата реализуемост на подобно решение.

Някой си спомни, че преди време подобна идея предложиха специалистите на NASA, само че за цялостната защита на Марс. Концепцията за генератор на магнитно поле е обсъдена по време на конференцията Planetary Science Vision 2050 Workshop през месец февруари 2017 година.

Магнитният щит

Предложението е да се постави магнитен щит в точката на Лагранж L1, който да защитава марсианската атмосфера от слънчевия вятър и космическите лъчи.

Според научния консенсус, преди много години Марс е имал магнитно поле, което е защитавало атмосферата, Но преди около 4,2 милиарда години магнитното поле на Марс внезапно е изчезнало, което е предизвикало бавно разсейване на атмосферата на планетата. През следващите 500 милиона години Марс се е превърнал от топла и влажна среда в студено и неподходящо за живот място, каквото го знаем в наши дни.

Тази теория бе потвърдена от орбиталните апарати Mars Express на ESA и Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN Mission (MAVEN) на NASA, които изучават марсианската атмосфера съответно от 2004 и 2014 година. Те представиха доказателства, че слънчевият вятър е причината Марс да изгуби своята атмосфера. Измерена бе скоростта с която атмосферата се губи сега. В наши дни плътността на марсианската атмосфера е около 1% от земната, а загубата на йони частично се компенсира от вулканична активност.

Разбираемо е, че без атмосфера Марс остава студена и суха планета, на която е трудно да има нормален живот. Първите колонисти, планирани да бъдат транспортирани до Марс през 2030-те години, ще се сблъскат със сериозни опасности. На първо място са радиационното облъчване и липата на кислород.

Джим Грийн, водещият автор на тази научна работа и директор на планетарните науки на NASA, заедно със своите колеги, публикува амбициозна научна работа. Те предлагат в точката на Лагранж L1 да бъде поместен диполен щит. Той ще сформира изкуствена магнитосфера, която ще обхване цялата планета и ще я защити от слънчевия вятър и космическото излъчване.

Грийн признава, че идеята звучи малко „причудливо“, но тя бе потвърдена от най-новите изследвания на миниатюрните магнитосфери, използвани за защита на космическите кораби и техните екипажи. В тази научна работа се предлага създаването на „надуваема конструкция“, която ще индуцира магнитен дипол на ниво 1 или 2 Тесла (от 10 000 до 20 000 Гауса), в ролята на магнитен щит срещу слънчевия вятър. Можем да сравним със съвременните системи за магнитно-резонансна томография в болниците. В тях се индуцира 1,5-3 Тесла магнитно поле, така че създаването на подобен щит съвсем не е фантастика.

Поставянето на този магнитен щит ще осигури екранирането на двете основни области, в които се губи основната част от атмосферата на Марс. Това е зоната над Северния полюс, както и екваториалната зона със сезонна загуба на йони на кислород от 0,1 кг в секунда. Симулациите, направени в Coordinated Community Modeling Center (CCMC) потвърждават, че идеята е осъществима.

Ефектът на щита

Поставянето на този щит ще позволи натрупването на атмосфера с увеличаване на нейната средна температура с около 4 °C. Това е достатъчно, за да се разтопи леда от въглероден двуокис в Северната полярна ледена шапка. Следствие от това ще бъде парников ефект, който още повече ще загрее атмосферата и ще доведе до стопяването на леда в полярните шапки. Според пресмятанията, ще се възстанови 1/7 от океаните на Марс, които са покривали планетата преди милиарди години.

Удивителното е, че ефектът от въздействието на този магнитен щит ще съвпадне с ефекта от пълноценното тераформиране на Марс.

Тази трансформация след 2040-те години ще даде възможност за отглеждането на растения на открито, ще улесни добива на кислород и т.н. В перспектива, ще се разкрие възможност за пълноценното колонизиране на Марс. Сега се правят нови симулации с помощта на съвременните суперкомпютри, като се набляга преди всичко, колко време ще отнемат тези промени.

Може би това е имал предвид Илън Мъск, когато е споменал за локални генератори на магнитно поле. А може би неговата идея е била портативен генератор на магнитно поле, който се инсталира директно на повърхността на Марс или в орбита около планетата за защита само на колонията. Идеята е същата, но не толкова мащабна.

Освен поставянето на генератор на магнитно поле в точката на Лагранж, учените разглеждат още една идея, научната работа на която е от 2008 година. Предлага се опасването на планетата със свръхпроводящи кабели.

Най-дългият от тези кабели ще има дължина 40 000 километра, ще тежи 15 милиона тона с охлаждането от течен азот. Той ще генерира 7,1 Тесла магнитно поле.

Но този проект е още по-необичаен и труден за реализиране.

Реализиране

Най-новите изследвания показват, че за защита от слънчевия вятър е достатъчно много слабо магнитно поле, подобно на земното. Това са 25-65 микротесла или 10 пъти по-слабо от полето на обикновения хладилник.

Както вече казахме, индуцирането на 1-2 Тесла за марсианския щит не са голям проблем. Но какво ще бъде захранването на този щит? Навярно, най-удобно ще бъде разполагането в точката на Лагранж на няколко сателита с ядрени генератори. Ако се използва същата технология, като при медицинските системи, консумираната мощност на поставения в космоса МРТ със свръхпроводим магнит ще бъде не повече от 35 KW. Ще бъде необходимо и гориво за маневриращите двигатели, които ще се използват, за да може конструкцията да съхрани местоположението точно в точката на Лагранж L1.

Но един локален генератор ще трябва да има по-малка индукция и по-ниска захранваща мощност. Така че предложението на Илън Мъск изглежда напълно реализуемо.


Коментирайте статията в нашите Форуми. За да научите първи най-важното, харесайте страницата ни във Facebook, и ни последвайте в Telegram и Viber или изтеглете приложението на Kaldata.com за Android, iOS и Huawei!

Абонирай се
Извести ме за
guest

22 Коментара
стари
нови оценка
Отзиви
Всички коментари