Главная » Хабрахабр » Илон Маск: колонистов на Марсе защитят локальные генераторы электромагнитного поля

Илон Маск: колонистов на Марсе защитят локальные генераторы электромагнитного поля


Концепция марсианского магнитного щита в точке Лагранжа L1, которая находится на расстоянии примерно 320 радиусов Марса. Иллюстрация: NASA/J.Green

Эту фразу он бросил в ответ на критическое замечание, что поселение с людьми невозможно развивать на планете без магнитосферы. Илон Маск (директор компании SpaceX) в своём твиттере предложил защитить колонистов на Марсе локализованными генераторам электромагнитного поля. Илон Маск тогда и сказал про генераторы.

Концепция генератора магнитного поля обсуждалась на конференции Planetary Science Vision 2050 Workshop, которую организовал отдел NASA Planetary Science Division в феврале-марте 2017 года. Тут же развернулась дискуссия насчёт технической реализуемости такого решения.
Кто-то вспомнил, что раньше похожую идею предлагали специалисты NASA, но только для защиты всего Марса целиком.

Магнитный щит

Концепция предполагает установку магнитного щита в точке Лагранжа L1 для защиты марсианской атмосферы от солнечного ветра и космического излучения.

Примерно 4,2 миллиарда лет назад магнитное поле внезапно исчезло, что вызвало медленное рассеяние атмосферы Марса. Согласно научному консенсусу, когда-то у Марса было магнитное поле, которое защищало атмосферу. В течение следующих 500 миллионов лет Марс превратился из тёплой и влажной среды в холодное и непригодное для жизни место, известное нам сегодня.

Они собрали доказательства, что солнечный ветер виноват в потере атмосферы Марса — и измерили скорость, с которой атмосфера по-прежнему теряется сейчас. Эта теория подтверждена орбитальными аппаратами, такими как Mars Express от ESA и Mars Atmosphere and Volatile EvolutioN Mission (MAVEN) от от NASA, которые изучают марсианскую атмосферу с 2004 и 2014 годов, соответственно. Сейчас плотность марсианской атмосферы составляет примерно 1% от земной, а потеря ионов частично компенсируется вулканической активностью.

Кроме того, и первые колонисты, которых туда планируют отправить в 2030-е годы, столкнутся с серьёзными опасностями. Понятно, что без атмосферы Марс останется холодной и сухой планетой, и там трудно будет развить нормальную жизнь. В первую очередь это радиационное облучение и опасность задохнуться в отсутствие кислорода.

По сути, они предлагают расположить магнитный дипольный щит в точке Лагранжа L1. Ведущий автор научной работы Джим Грин, директор отдела планетарных наук НАСА, с коллегами представили на конференции амбициозную идею. Он сформирует искусственную магнитосферу, которая охватит всю планету, защитив её от солнечного ветра и космического излучения.

Авторы считают, что в будущем можно соорудить «надувную конструкцию», которая будет индуцировать магнитный диполь на уровне 1 или 2 Тесла (от 10 000 до 20 000 Гауссов) в качестве активного щита против солнечного ветра. Грин с коллегами признают, что идея звучит немного «причудливо», но она подтверждается последними исследованиями миниатюрных магнитосфер (для защиты космических аппаратов и их экипажей). Для сравнения, современные системы магнитно-резонансной томографии в больницах на Земле индуцируют магнитное поле 1,5−3 Тесла, то есть такой щит — не фантастика.

Ряд симуляций в Coordinated Community Modeling Center (CCMC) подтвердил, что идея жизнеспособна. Расположение этого магнитного щита обеспечит экранирование двух областей, где теряется основная часть атмосферы Марса: над Северным полюсом и в экваториальной зоне с сезонной потерей ионов кислорода до 0,1 кг/с.

Эффект щита

Такой щит позволяет накопить атмосферу с увеличением её средней температуры примерно на 4 °C. Этого достаточно, чтобы растопить лёд из углекислого газа в Северной полярной ледяной шапке. Следствием станет парниковый эффект, который ещё больше согреет атмосферу и приведёт к таянию водяного льда в полярных шапках. По расчётам Грина с коллегами, результатом операции станет восстановление 1/7 океанов Марса — тех, которые покрывали его миллиарды лет назад.

Удивительно, но эффект от одного магнитного щита совпадает с эффектом от полноценного терраформирования Марса.

Изображение: Ittiz/Wikimedia Commons
Марс после терраформирования.

В перспективе она открывает путь для полноценной колонизации Марса. Такая трансформация после 2040-х годов позволит выращивать растения на открытом воздухе, размещать на поверхности больше оборудования, проще добывать кислород и т. д. Также есть смысл рассчитать стоимость такого магнитного щита. Сейчас учёные работают над новыми симуляциями, чтобы дать более точную оценку, сколько времени займут прогнозируемые изменения.

Или он имел в виду портативный генератор магнитного поля, который устанавливается прямо на поверхности Марса или на орбите, чтобы защитить только локальную колонию? Возможно, именно эту идею имел в виду Илон Маск, когда говорил о локализованных генераторах электромагнитного поля. Идея та же, только менее масштабная.

научную работу 2008 года): опоясать планету сверхпроводящими кабелями. Кроме генератора магнитного поля в точке Лагранжа, учёные высказывали ещё одну идею (см. На иллюстрации ниже показана схема такого проекта для Земли.

Самый длинный из кабелей длиной 40 000 км массой 15 млн тонн с охлаждением жидким азотом будет генерировать магнитное поле 7,1 Тесла.

Впрочем, этот проект кажется ещё более необычным и трудным в реализации.

На самом деле для защиты от солнечного ветра достаточно очень слабого магнитного поля, как на Земле (25−65 мкТл у поверхности, на порядок меньше, чем у холодильника).

Но возникает вопрос: какой источник энергии использовать для магнитного щита? Как уже отмечалось, индуцировать 1−2 Тесла в районе марсианского щита не является такой большой проблемой. Опять же, если сравнивать с МРТ-системами, то потребляемая мощность высокопольного МРТ со сверхпроводимым магнитом составляет до 35 кВт. Может быть, разместить в точке Лагранжа несколько спутников с ядерными генераторами? Вероятно, нужно ещё топливо для маневровых двигателей, чтобы станция со щитом сохраняла точное положение в точке L1.

Для локального генератора понадобится меньшая индукция и меньшая потребляемая мощность, так что предложение Илона Маска кажется вполне реализуемым.


Оставить комментарий

Ваш email нигде не будет показан
Обязательные для заполнения поля помечены *

*

x

Ещё Hi-Tech Интересное!

Как открыть ИП в Германии, если ты программист, и не набить шишек

В последние недели Берлин — популярная тема на Хабре. Не случайно — в Германии много возможностей для работы в ИТ с комфортным переездом. Но бюрократия она и в Африке бюрократия, а если встают вопросы об индивидуальном предпринимательстве за рубежом — ...

4 октября, Москва — Backend Stories 2.0

В четверг, 4 октября, на площадке Deworkacy (ул. Большая Полянка, д.2/10, стр 1) мы проведём митап для backend-разработчиков. 00, подробности — под катом.19:20–19:30, Павел Дерендяев, вступительное слово. Начинаем в 19. 30–20:10, Иван Походня, «Как мы хотели в Java 11 и ...