¿Magnetosfera artificial para terraformar Marte?

Estaba leyendo un artículo de 2017 sobre el potencial de que Marte podría terraformarse usando una cola magnética; Un futuro entorno de Marte para la ciencia y la exploración . Básicamente, esto implicaría pegar un imán gigante que llevara una carga entre 10,000 y 20,000 Gauss en el punto L1 de Marte.

Los modelos alojados en el Centro de modelado de la comunidad coordinada (CCMC) se utilizan para simular un escudo magnético y una magnetosfera artificial para Marte mediante la generación de un campo de dipolo magnético en el punto L1 Lagrange de Marte dentro de un entorno de viento solar promedio. El campo magnético se incrementará hasta que la magnetocola resultante de la magnetosfera artificial abarque todo el planeta, como se muestra en la Figura 1. La dirección del campo magnético también podría mantener una orientación que lo mantenga paralelo al campo interplanetario del viento solar que incide, lo que reduce significativamente la masa y el momento. , y el flujo de energía hacia la magnetosfera y, por lo tanto, también amortigua la dinámica magnetosférica interna.

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

Tres preguntas que tengo sobre este artículo:

  • ¿Qué tan grande tendría que ser el imán para tener un efecto significativo en Marte?
  • ¿Qué material podría usarse para construir algo tan grande con una carga magnética tan alta?
  • ¿Un imán tan grande, con una carga tan alta, sería incluso transportable utilizando cohetes convencionales? ¿O interferiría drásticamente con el funcionamiento de un cohete moderno? Organic Marble señaló que probablemente sería un electroimán con una carga insignificante cuando está inactivo.
Sin comentar sobre su viabilidad, pero probablemente sería un electroimán, por lo que no lo encendería hasta que estuviera en su lugar. (abordando la 3ra viñeta)
Un electroimán sería ajustable, lo que podría ser útil. Almacene la carga en una batería cuando necesite protección adicional, ¿quizás?
Un electroimán para crear una magnetosfera artificial para Marte debería tener el tamaño del planeta. Las corrientes eléctricas en la Tierra que causan el flujo de la magnetosfera natural por debajo de la superficie dentro del núcleo caliente. La "bobina" es algo más pequeña que el diámetro de la Tierra.
Todavía hay mucho espacio para la exploración de la ciencia de esto. He visto experimentos que han recreado con éxito la estructura (no la escala) de la magnetosfera de la Tierra haciendo girar sodio fundido en una esfera gigante. Por lo que sabemos, podría haber una forma artificial y una construcción material que pueda generar un campo magnético superior al creado por las construcciones planetarias naturales. Cada año se realizan nuevos descubrimientos en química sobre reacciones que ocurren fuera de STP. Solo las lunas de Júpiter han estado demostrando interesantes fenómenos magnéticos.
@anon genial: ¿qué lunas y tienes enlaces a los estudios sobre los fenómenos magnéticos de los que estás hablando?
Por muy superior que sea el campo magnético, ¿de dónde viene la enorme cantidad de energía para crearlo? ¿No sería más práctico comenzar a nivel local, como un campo magnético justo encima del cráter Gale?
Un pequeño campo magnético local debe ser muy fuerte para desviar las partículas cargadas y lograr un efecto protector.
No es realmente un duplicado, pero ESTO está muy relacionado con su pregunta, aunque con un enfoque diferente.
"Un imán gigante que llevaba una carga entre 10.000 y 20.000 Gauss" no es una declaración útil: la densidad de flujo magnético , que es lo que se mide en Gauss o mejor en Tesla, puede hacerse muy fuerte fácilmente en un espacio pequeño. 2 T es perfectamente factible en el laboratorio, incluso con simples imanes permanentes o bobinas de cobre. De hecho, para cualquier dipolo idealizado, la densidad de flujo llega al infinito a una distancia pequeña. La densidad de flujo no te dice qué tan fuerte es un imán. La cantidad realmente interesante es el momento dipolar .
@Conelisinspace, un campo magnético local no evitaría que el viento solar agote la atmósfera. Sobre la energía, ese podría no ser el mayor problema. Usaría un imán superconductor para esto, y esos pueden energizarse lentamente , acumulando una corriente circular cada vez más fuerte que luego seguirá fluyendo incluso cuando se corte la fuente de alimentación. Sin duda, la energía necesaria sería grande, pero podría recolectarse durante mucho tiempo con grandes paneles solares. El mayor problema sería llevar las enormes bobinas superconductoras más el equipo de enfriamiento a Mars-L1.
Magnetosfera artificial alternativa: Pase un cable eléctrico N veces alrededor de la superficie de Marte, con corriente A. ¿Alguien puede calcular la forma y la fuerza del campo magnético resultante?

Respuestas (2)

Hmmm, esta es una teoría interesante, aunque estoy confundido sobre cómo mantendrían esa posición entre Marte y el Sol. Además, quiero señalar que esto es teórico y que en realidad no está construyendo o creando una magnetosfera alrededor de Marte. Es más como hacer un escudo entre el Sol y Marte. Esto plantea la pregunta de si el valor de una magnetosfera es realmente solo para desviar los vientos solares o si juega otros roles en la retención de la atmósfera.

De todos modos, para responder a la pregunta:

10-20K Guass no es tanto:

3000–70 000 gauss: una máquina médica de imágenes por resonancia magnética

Entonces, para la cuestión del tamaño, actualmente tenemos máquinas de resonancia magnética de hospitales del tamaño de algunos refrigeradores que pueden generar ese campo o más.

En cuanto a la composición del material: - mucho alambre de cobre - tal vez algo de hierro u otro metal - tal vez algunos imanes de tierras raras como el neodimio - tal vez superconductores

Con 10-20K Gauss y el tamaño de las capacidades satelitales actuales, las composiciones de materiales son factores relativamente insignificantes. Creo que la logística de mantener la solución tanto en el poder como en la órbita es mucho más problemática.

Pero es una teoría interesante.

Según tengo entendido, 20k Gauss es la intensidad del campo magnético, no su tamaño. No creo que una máquina de resonancia magnética en L1 produzca un campo magnético lo suficientemente grande como para proteger a Marte. Lo más probable es que el campo tenga que ser de miles de kilómetros cuadrados... ¿Podemos construir una máquina de resonancia magnética tan grande? Ahora eso es algo completamente diferente... en.wikipedia.org/wiki/Gauss_(unit)

Anon respondió con imanes de tierras raras --- visa vis neodymium. No olvide que la abundancia (aparente) de elementos de tierras raras ---visa vis KREEP, inevitablemente (si se extiende desde los sitios de aterrizaje de Apolo) generará una capacidad de metales/bobinas/alambres superconductores que hará que la producción de varios electroimanes naturales de la economía minera lunar.

Las respuestas deben estar directamente relacionadas con la respuesta a la pregunta, esto sería más adecuado como un comentario en la publicación de anon.
Ahh, todavía no puedes comentar...
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