为火星建人造磁场 新研究想到好办法

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【大纪元2021年11月30日讯】(大纪元记者笛睿编译报导)改造火星已经摆上人类航天事业的议程。要把火星改造成可供人类生存的空间,要做的工作可多了,但是比起人类可抵达的其它行星,火星和地球还是有较多的相似之处。比如,火星上一天的长短和地球差不多;地表之下有大量固态水;利用现有的技术,只要花一些时间,火星也可以产生一个足够支持人类生存的大气环境。

唯一缺失的非常重要的一个环境因素是一个足够强的磁场。磁场能够挡住太阳风和各种宇宙射线。地球的磁场把来自宇宙的大部分高能粒子都反射回太空,为人类开创了安全的生存环境。地球的磁场还能保护和维持大气层长期稳定的存在,不会被太阳风破坏。科学家现在认为,早期的火星也有一层很厚的、富含水的大气层,可是后来由于没有磁场的保护,逐渐消失殆尽。

一份新研究探讨了为火星建造磁场的几个方案。这份研究的主要作者英国卢瑟福‧阿普尔顿实验室(Rutherford Appleton Laboratory, RAL)的露丝‧班福德(Ruth Bamford)告诉《新闻周刊》(Newsweek):“人类重返月球在即,而未来十年内就会登陆火星,这可不是为了去插一面旗子,我们要预先进行更多计划。”

研究人员写道:“为火星构建这样大型的人造结构,史无前例,也从来没有在同行审议过的学术期刊上探讨过。”

地球的磁场是内核里面铁合金的对流运动造成的效果。可是火星内核较小、温度低,除非使用核武器“重新启动”火星内核的对流机制。研究人员认为,这个方案不仅从工程实施方面难度太大,比如要钻洞接触到火星地核,而且即使获得初步成功,也不知道能够维持多久。

还有的人想过在火星地面建造巨大的螺线管提供磁场。研究人员认为这个方案要建造的设施太大,需要很多金属材料,而且还很耗电。虽然不是完全不可行,但是他们有个更好的方案。

这份研究提出了一个创新的方案。研究分析说,需要一个磁场本质上说就是需要一个很强的带电粒子流。这个粒子流既可以来自行星内部,也可以来自位于环绕行星的轨道。

他们想到,火卫一(Phobos)很适合承担这个任务。它是火星两颗卫星里面较大的一颗,在距离火星较近的轨道上运转——每8小时即绕行火星一周。如果在这颗卫星的表面放置一个能够发射等离子体的设备,随着卫星的运转,就相当于在火星周围建造了一个等离子环。这就能产生一个足够保护火星地面环境的人造磁场

研究人员承认,这个方案也会遇到很多技术难题,但现在是摆出各种方案进行比较的阶段。接下来需要列出将遇到的问题,再考虑如何逐个解决。等人类登陆火星之后,把入选的方案投入实际环境测试。

这份研究10月12日发表于《宇航学报》(Acta Astronautica)。◇

责任编辑:孙芸#

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