Künstliche Magnetosphäre zum Mars in Terraform?

Ich las einen Artikel aus dem Jahr 2017 über die Möglichkeit, dass der Mars mit einem Magnetschweif terraformiert werden könnte; Eine zukünftige Marsumgebung für Wissenschaft und Exploration . Dies würde im Grunde bedeuten, dass ein riesiger Magnet, der eine Ladung zwischen 10.000 und 20.000 Gauss trägt, am L1-Punkt des Mars angebracht wird.

Modelle, die im Coordinated Community Modeling Center (CCMC) gehostet werden, werden verwendet, um eine magnetische Abschirmung und eine künstliche Magnetosphäre für den Mars zu simulieren, indem ein magnetisches Dipolfeld am Lagrange-Punkt L1 des Mars in einer durchschnittlichen Sonnenwindumgebung erzeugt wird. Das Magnetfeld wird erhöht, bis der resultierende Magnetschweif der künstlichen Magnetosphäre den gesamten Planeten umfasst, wie in Abbildung 1 gezeigt. Die Richtung des Magnetfelds könnte auch eine Ausrichtung beibehalten, die sie parallel zum auftreffenden interplanetaren Feld des Sonnenwinds hält, wodurch Masse und Impuls erheblich reduziert werden und Energie in die Magnetosphäre fließen und damit auch die innere magnetosphärische Dynamik dämpfen.

Abbildung 1: https://i.stack.imgur.com/UQJNW.jpg

Drei Fragen habe ich zu diesem Artikel:

  • Wie groß müsste der Magnet tatsächlich sein, um eine nennenswerte Wirkung auf den Mars auszuüben?
  • Welches Material könnte verwendet werden, um etwas so Großes mit einer so hohen magnetischen Ladung zu konstruieren?
  • Wäre ein so großer Magnet mit einer so hohen Ladung überhaupt mit konventioneller Raketentechnik transportierbar? Oder würde es die Funktion einer modernen Rakete drastisch beeinträchtigen? Organic Marble wies darauf hin, dass es sich wahrscheinlich um einen Elektromagneten mit einer vernachlässigbaren Ladung handeln würde, wenn er inaktiv ist.
Ich kommentiere seine Machbarkeit nicht, aber es wäre wahrscheinlich ein Elektromagnet, also würden Sie ihn nicht einschalten, bis er vorhanden ist. (bezieht sich auf den 3. Aufzählungspunkt)
Ein Elektromagnet wäre einstellbar, was nützlich sein könnte. Vielleicht Ladung in einer Batterie speichern, wenn Sie zusätzlichen Schutz benötigen?
Ein Elektromagnet zur Erzeugung einer künstlichen Magnetosphäre für den Mars sollte die Größe des Planeten haben. Die elektrischen Ströme in der Erde, die die natürliche Magnetosphäre verursachen, fließen unter der Oberfläche innerhalb des heißen Kerns. Die "Spule" ist etwas kleiner als der Durchmesser der Erde.
Es gibt noch viel Raum für die Erforschung dieser Wissenschaft. Ich habe Experimente gesehen, die erfolgreich die Struktur (nicht den Maßstab) der Magnetosphäre der Erde nachgebildet haben, indem sie geschmolzenes Natrium in einer riesigen Kugel gedreht haben. Soweit wir wissen, könnte es eine künstliche Form und Materialkonstruktion geben, die ein stärkeres Magnetfeld erzeugen kann als das, das von natürlichen planetaren Konstrukten erzeugt wird. Jedes Jahr gibt es neue Entdeckungen für Erkenntnisse in der Chemie zu Reaktionen, die außerhalb von STP ablaufen. Allein die Jupitermonde zeigen interessante magnetische Phänomene.
@anon ordentlich - welche Monde und haben Sie Links zu den Studien zu den magnetischen Phänomenen, von denen Sie sprechen?
So überlegen das Magnetfeld auch sein mag, woher kommt die enorme Energiemenge, um es zu erzeugen? Wäre es nicht praktischer , auf lokaler Ebene zu beginnen, etwa bei einem Magnetfeld direkt über dem Gale-Krater?
Ein kleines lokales Magnetfeld sollte sehr stark sein, um die geladenen Teilchen abzulenken, um eine Schutzwirkung zu erzielen.
Nicht wirklich ein Duplikat, aber DIES ist sehr eng mit Ihrer Frage verwandt, wenn auch mit einem anderen Ansatz.
„Ein riesiger Magnet, der eine Ladung zwischen 10.000 und 20.000 Gauss trug“ ist keine brauchbare Aussage: Die magnetische Flussdichte , die man in Gauss oder besser in Tesla misst, lässt sich auf kleinem Raum leicht sehr stark machen. 2 T ist im Labor auch mit einfachen Permanentmagneten oder Kupferspulen perfekt machbar. Tatsächlich geht die Flussdichte für jeden idealisierten Dipol bei geringem Abstand gegen unendlich. Die Flussdichte sagt nicht aus, wie stark ein Magnet ist. Die eigentlich interessante Größe ist das Dipolmoment .
@Conelisinspace würde ein lokales Magnetfeld den Sonnenwind nicht daran hindern, die Atmosphäre zu erschöpfen. Über die Energie – das dürfte eigentlich nicht das größte Problem sein. Sie würden dafür einen supraleitenden Magneten verwenden, und diese können langsam erregt werden , wodurch ein immer stärkerer Kreisstrom aufgebaut wird, der dann auch dann weiterfließt, wenn die Stromversorgung unterbrochen wird. Die benötigte Energie wäre zweifellos groß, könnte aber mit großen Solaranlagen über lange Zeit gesammelt werden. Das größere Problem wäre, die riesigen supraleitenden Spulen plus Kühlgeräte zu Mars-L1 zu bringen.
Alternative künstliche Magnetosphäre: Führen Sie ein elektrisches Kabel N-mal um die Marsoberfläche herum, mit Stromstärke A. Kann jemand die Form und Stärke des resultierenden Magnetfelds berechnen?

Antworten (2)

Hmmm, das ist eine interessante Theorie, obwohl ich verwirrt bin, wie sie diese Position zwischen Mars und Sonne aufrechterhalten würden. Außerdem möchte ich darauf hinweisen, dass dies theoretisch ist und nicht wirklich eine Magnetosphäre um den Mars herum baut oder herstellt. Es ist eher so, als würde man einen Schild zwischen Sonne und Mars bauen. Dies wirft die Frage auf, ob der Wert einer Magnetosphäre wirklich nur darin besteht, Sonnenwinde abzulenken oder ob sie eine andere Rolle bei der Aufrechterhaltung der Atmosphäre spielt.

Wie auch immer, um die Frage zu beantworten:

10-20K Guass ist nicht so viel:

3000–70.000 Gauss – ein medizinisches Magnetresonanztomographiegerät

Was die Frage der Größe angeht, haben wir derzeit Krankenhaus-MRT-Geräte in der Größe einiger Kühlschränke, die dieses Feld oder mehr erzeugen können.

Was die Materialzusammensetzung betrifft: - viel Kupferdraht - vielleicht etwas Eisen oder anderes Metall - vielleicht einige Seltenerdmagnete wie Neodym - vielleicht Supraleiter

Bei 10-20.000 Gauss und der Größe der derzeitigen Satellitenfähigkeiten sind die Materialzusammensetzungen relativ unbedeutende Faktoren. Ich denke, die Logistik zur Aufrechterhaltung der Lösung sowohl im Strom als auch im Orbit ist weitaus problematischer.

Aber es ist eine interessante Theorie.

Soweit ich weiß, ist 20k Gauss die Intensität des Magnetfelds, nicht wie groß es ist. Ich glaube nicht, dass ein Magnetresonanzgerät auf L1 ein Magnetfeld erzeugen würde, das groß genug wäre, um den Mars abzuschirmen. Wahrscheinlicher ist, dass das Feld Tausende Quadratkilometer groß sein muss ... Können wir eine so riesige Magnetresonanzmaschine bauen? Das ist jetzt etwas ganz anderes ... en.wikipedia.org/wiki/Gauss_(unit)

Anon antwortete mit Seltenerdmagneten --- Visa Vis Neodym. Vergessen Sie nicht, dass die (offensichtliche) Fülle von Seltenerdelementen – gegenüber KREEP – unweigerlich (wenn sie von den Apollo-Landeplätzen aus verlängert werden) eine Fähigkeit zu supraleitenden Metallen/Spulen/Drähten erzeugen wird, die die Produktion von verschiedenen ermöglichen wird Elektromagnete, die für die Wirtschaft des Mondbergbaus natürlich sind.

Antworten sollten in direktem Zusammenhang mit der Beantwortung der Frage stehen, dies wäre eher als Kommentar zu einem Beitrag von Anon geeignet.
Ahh, Sie können noch nicht kommentieren ...
Er kann weiterhin seine eigenen Beiträge kommentieren. (Und auch die Antworten auf seine eigenen Fragen.)
Künstliche Magnetosphäre zum Mars in Terraform?
AntwortenHierDatenschutz-Bestimmungen1y, 0v