Konsep perisai magnet Mars pada titik Lagrange L1, yang terletak pada jarak sekitar 320 jari-jari Mars. Ilustrasi: NASA / J.Green

Elon Musk (Direktur SpaceX) di Twitter-nya menyarankan untuk melindungi penjajah di Mars dengan generator medan elektromagnetik lokal. Dia melemparkan ungkapan ini sebagai tanggapan terhadap komentar kritis bahwa tidak mungkin untuk mengembangkan pemukiman dengan orang-orang di planet ini tanpa magnetosfer. Elon Musk lalu berkata tentang generator.

Segera timbul diskusi tentang kelayakan teknis dari solusi semacam itu.

Seseorang ingat bahwa sebelumnya ide serupa diusulkan oleh para ahli NASA, tetapi hanya untuk melindungi seluruh Mars. Konsep generator medan magnet dibahas pada konferensi Planetary Science Vision 2050 Workshop, yang diselenggarakan oleh Divisi Planetary Science NASA pada Februari-Maret 2017.

Perisai magnetik

Konsep ini melibatkan pemasangan pelindung magnetik di titik Lagrange L1 untuk melindungi atmosfer Mars dari angin matahari dan radiasi kosmik.



Menurut konsensus ilmiah, Mars pernah memiliki medan magnet yang melindungi atmosfer. Sekitar 4,2 miliar tahun yang lalu, medan magnet tiba-tiba menghilang, menyebabkan hamburan atmosfer Mars dengan lambat. Selama 500 juta tahun ke depan, Mars telah berubah dari lingkungan yang hangat dan lembab menjadi tempat yang dingin dan tak dapat dihuni, yang kita kenal sekarang.

Teori ini didukung oleh kendaraan orbital seperti Mars Express dari ESA dan Mars Atmosphere dan Volatile EvolutioN Mission (MAVEN) dari NASA, yang telah mempelajari atmosfer Mars masing-masing sejak 2004 dan 2014. Mereka mengumpulkan bukti bahwa angin matahari yang harus disalahkan atas hilangnya atmosfer Mars - dan mengukur kecepatan atmosfer yang masih hilang sekarang. Sekarang kepadatan atmosfer Mars adalah sekitar 1% dari Bumi, dan hilangnya ion sebagian diimbangi oleh aktivitas vulkanik.

Jelas bahwa tanpa atmosfer, Mars akan tetap menjadi planet yang dingin dan kering, dan akan sulit untuk mengembangkan kehidupan normal di sana. Selain itu, penjajah pertama yang direncanakan akan dikirim ke sana pada tahun 2030-an akan menghadapi bahaya serius. Pertama-tama, ini adalah paparan radiasi dan bahaya mati lemas tanpa adanya oksigen.

Penulis terkemuka karya ilmiah, Jim Green, direktur departemen sains planet NASA, bersama rekan-rekannya mempresentasikan ide ambisius di konferensi tersebut. Bahkan, mereka mengusulkan untuk memposisikan perisai dipol magnetik pada titik Lagrange L1. Ini akan membentuk magnetosfer buatan yang akan menutupi seluruh planet, melindunginya dari angin matahari dan radiasi kosmik.

Green dan rekannya mengakui bahwa ide itu terdengar agak "aneh", tetapi itu dikonfirmasi oleh penelitian terbaru tentang magnetosfer mini (untuk melindungi pesawat ruang angkasa dan kru mereka). Para penulis percaya bahwa di masa depan adalah mungkin untuk membangun "struktur tiup" yang akan menginduksi dipol magnetik pada level 1 atau 2 Tesla (dari 10.000 hingga 20.000 Gauss) sebagai perisai aktif terhadap angin matahari. Sebagai perbandingan, sistem pencitraan resonansi magnetik modern di rumah sakit di Bumi menginduksi medan magnet 1,5-3 Tesla, yaitu perisai semacam itu bukan fiksi.

Lokasi perisai magnet ini akan memberikan perisai untuk dua area di mana sebagian besar atmosfer Mars hilang: di atas Kutub Utara dan di zona khatulistiwa dengan hilangnya ion oksigen musiman hingga 0,1 kg / s. Serangkaian simulasi di Pusat Pemodelan Komunitas Terkoordinasi (CCMC) telah mengkonfirmasi bahwa gagasan itu dapat dijalankan.

Efek perisai

Perisai semacam itu memungkinkan atmosfer terakumulasi dengan peningkatan suhu rata-rata sekitar 4 ° C. Ini cukup untuk melelehkan es karbon dioksida di Tutup Es Kutub Utara. Hasilnya akan menjadi efek rumah kaca, yang akan semakin menghangatkan atmosfer dan menyebabkan pencairan es air di topi kutub. Menurut perhitungan Green dengan rekan-rekannya, hasil operasi akan menjadi pemulihan 1/7 dari lautan Mars - yang mencakup miliaran tahun yang lalu.

Anehnya, efek dari satu perisai magnet bertepatan dengan efek terraforming penuh Mars.


Mars setelah terraforming. Gambar: Ittiz / Wikimedia Commons

Transformasi seperti itu setelah tahun 2040-an akan memungkinkan Anda untuk menumbuhkan tanaman di udara terbuka, menempatkan lebih banyak peralatan di permukaan, membuatnya lebih mudah untuk menghasilkan oksigen, dll. Di masa depan, itu membuka jalan bagi kolonisasi penuh Mars. Para ilmuwan sekarang sedang mengerjakan simulasi baru untuk memberikan perkiraan yang lebih akurat tentang berapa lama perubahan yang diperkirakan akan berlangsung. Juga masuk akal untuk menghitung biaya perisai magnetis semacam itu.

Mungkin inilah tepatnya gagasan yang ada dalam pikiran Elon Musk ketika dia berbicara tentang generator medan elektromagnetik yang terlokalisasi. Atau maksudnya generator medan magnet portabel yang dipasang langsung di permukaan Mars atau di orbit untuk melindungi hanya koloni lokal? Idenya sama, hanya kurang ambisius.

Selain generator medan magnet di titik Lagrange, para ilmuwan mengungkapkan ide lain (lihat karya ilmiah 2008 ): untuk mengelilingi planet ini dengan kabel superkonduktor. Ilustrasi di bawah ini menunjukkan diagram proyek semacam itu untuk Bumi.



Kabel terpanjang dari 40.000 km dengan berat 15 juta ton dengan pendingin nitrogen cair akan menghasilkan medan magnet 7,1 Tesla.

Namun, proyek ini tampaknya lebih tidak biasa dan sulit untuk diimplementasikan.

Kelayakan

Bahkan, untuk melindungi terhadap angin matahari, medan magnet yang sangat lemah sudah cukup, seperti di Bumi (25-65 μT di permukaan, urutan besarnya lebih kecil dari pada kulkas).

Seperti yang sudah disebutkan, menginduksi 1-2 Tesla di wilayah perisai Mars bukanlah masalah besar. Tetapi muncul pertanyaan: sumber energi apa yang digunakan untuk perisai magnet? Mungkin menempatkan beberapa satelit dengan generator nuklir di titik Lagrange? Sekali lagi, bila dibandingkan dengan sistem MRI, konsumsi daya MRI medan tinggi dengan magnet superkonduktor mencapai 35 kW. Mungkin, lebih banyak bahan bakar diperlukan untuk mesin shunting, sehingga stasiun dengan perisai mempertahankan posisinya yang tepat di titik L1.

Generator lokal akan membutuhkan lebih sedikit induksi dan konsumsi daya lebih sedikit, sehingga usulan Elon Mask tampaknya cukup layak.