如何幫火星產生人造磁場?新研究推薦炸火衛一產生帶電粒子環

作者 | 發布日期 2021 年 11 月 22 日 15:06 | 分類 天文 , 航太科技 Telegram share ! follow us in feedly


地球磁場強到足以保護生物不受太陽風帶電粒子直接侵襲,相比之下,火星如今磁場相當支離破碎,無法保護生物免受致命輻射轟炸。偏偏人類有個火星夢,想踏上火星建造家園,若要達成此願景,首先得給火星安裝一個人造磁場。

根據現有理論,火星磁場約在 42 億年前突然消失,失去強大磁場的保護,火星便無法防止地表免受太陽風帶電粒子轟炸,也無法防止太陽風隨時間推移剝離行星大氣層,最終火星在接下來 5 億年內從溫暖潮濕的星球變成如今寒冷、乾燥、不適合居住的星球。

為了在火星建立長期殖民基地,一派科學家提出了「火星地球化」,試圖透過釋放大量被冰封的二氧化碳、重建磁場、將大氣壓力增加到阿姆斯壯極限(Armstrong Limit)等方法,把火星改造成類似地球的宜居環境。

阿姆斯壯極限是指人類在不穿太空壓力服時得以生存的閾值,一旦低於阿姆斯壯極限,肺部、眼睛、唾液中的水便會自發沸騰,人體將變成肉湯。

那我們又需要多強大的磁場才可能讓人類在火星上生活呢?令人驚訝的是,冰箱磁鐵的磁力就足以偏轉太陽風粒子,問題在要於整個火星生成均勻磁場是一大挑戰。過去已知建立磁場方法包含重新點燃火星內部鐵對流、在火星 L1 拉格朗日點放置磁偶極、或製造人造帶電粒子環(類似輻射帶)等。

2017 年,NASA 提出了在火星 L1 拉格朗日點放置磁偶極(magnetic dipole)、形成包圍整個行星的人造磁層方法,由於 L1 拉格朗日點位於火星與太陽的中間,放在 L1 的磁偶極構造能產生 1~2 T 的磁偶極場,足以偏轉太陽風使火星大氣達到新的平衡,只要等待一段時間,火星大氣層自然又變稠密,平均溫度增加 4°C,足以融化藏在北極冰蓋中的二氧化碳,引起溫室效應後進一步導致水冰融化、釋放更多可利用資源。

不過上述方法以目前技術來說來有點科幻,根據一篇新研究,科學家表明重新引發火星核心發電機效應最不可行,但或可藉火衛一製造帶電粒子環來產生磁場。

這種選擇有點像模仿木衛一環繞木星時產生的電漿環(埃歐環),由於火衛一軌道距離火星非常近,每 8 小時便繞火星公轉一圈,因此研究人員建議可電離火衛一表面粒子然後加速它們,從而沿火衛一的軌道產生一圈電漿環,接著利用電磁波驅動環中淨電流,進一步產生足夠強大的磁場來保護火星。

雖然創造人工磁場所需資源超乎想像的龐大,但至少科學家得先提出概念,才能接著思考如何達到目標。

(首圖來源:pixabay

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