O conceito do escudo magnético marciano no ponto L1 de Lagrange, localizado a uma distância de cerca de 320 raios de Marte. Ilustração: NASA / J.Green

Elon Musk (diretor da SpaceX) em seu Twitter sugeriu proteger os colonos em Marte com geradores de campo eletromagnético localizados. Ele lançou essa frase em resposta a uma observação crítica de que é impossível desenvolver um acordo com pessoas do planeta sem uma magnetosfera. Elon Musk disse então sobre geradores.

Imediatamente surgiu uma discussão sobre a viabilidade técnica de tal solução.

Alguém lembrou que anteriormente uma idéia semelhante foi proposta por especialistas da NASA, mas apenas para proteger todo o planeta Marte. O conceito de gerador de campo magnético foi discutido na conferência Workshop Planetary Science Vision 2050, organizada pela Divisão de Ciência Planetária da NASA em fevereiro e março de 2017.

Escudo magnético

O conceito envolve a instalação de um escudo magnético no ponto Lagrange L1 para proteger a atmosfera marciana do vento solar e da radiação cósmica.



Segundo o consenso científico, Marte já teve um campo magnético que protegia a atmosfera. Cerca de 4,2 bilhões de anos atrás, o campo magnético desapareceu repentinamente, causando uma lenta dispersão da atmosfera marciana. Nos próximos 500 milhões de anos, Marte se transformou de um ambiente quente e úmido em um lugar frio e inabitável, hoje conhecido por nós.

Esta teoria é apoiada por veículos orbitais como Mars Express da ESA e Mars Atmosphere e Volatile EvolutioN Mission (MAVEN) da NASA, que estudam a atmosfera marciana desde 2004 e 2014, respectivamente. Eles reuniram evidências de que o vento solar foi o culpado pela perda da atmosfera de Marte - e mediram a velocidade com a qual a atmosfera ainda está perdida agora. Agora, a densidade da atmosfera marciana é de cerca de 1% da da Terra, e a perda de íons é parcialmente compensada pela atividade vulcânica.

É claro que, sem a atmosfera, Marte continuará sendo um planeta frio e seco, e será difícil desenvolver uma vida normal lá. Além disso, os primeiros colonos que devem ser enviados para lá na década de 2030 enfrentarão sérios perigos. Antes de tudo, é a exposição à radiação e o perigo de asfixia na ausência de oxigênio.

O principal autor do trabalho científico, Jim Green, diretor do departamento de ciências planetárias da NASA, com colegas apresentou uma idéia ambiciosa na conferência. De fato, eles propõem posicionar o escudo dipolo magnético no ponto Lagrange L1. Ele formará uma magnetosfera artificial que cobrirá todo o planeta, protegendo-o do vento solar e da radiação cósmica.

Green e colegas admitem que a idéia parece um pouco "bizarra", mas é confirmada por estudos recentes de magnetosferas em miniatura (para proteger a espaçonave e suas tripulações). Os autores acreditam que, no futuro, é possível construir uma "estrutura inflável" que induza um dipolo magnético no nível de 1 ou 2 Tesla (de 10.000 a 20.000 Gauss) como um escudo ativo contra o vento solar. Para comparação, os modernos sistemas de ressonância magnética em hospitais da Terra induzem um campo magnético de 1,5 a 3 Tesla, ou seja, esse escudo não é ficção.

A localização desse escudo magnético fornecerá proteção para duas áreas onde a maior parte da atmosfera marciana é perdida: acima do Polo Norte e na zona equatorial, com uma perda sazonal de íons de oxigênio de até 0,1 kg / s. Uma série de simulações no Centro Coordenado de Modelagem Comunitária (CCMC) confirmou que a ideia é viável.

Efeito escudo

Esse escudo permite que a atmosfera se acumule com um aumento em sua temperatura média em cerca de 4 ° C. Isso é suficiente para derreter o gelo de dióxido de carbono na calota polar norte. O resultado será o efeito estufa, que aquecerá ainda mais a atmosfera e levará ao derretimento do gelo da água nas calotas polares. De acordo com os cálculos de Green com os colegas, o resultado da operação será a restauração de 1/7 dos oceanos de Marte - aqueles que a cobriram bilhões de anos atrás.

Surpreendentemente, o efeito de um escudo magnético coincide com o efeito da terraformação completa de Marte.


Marte após terraformação. Imagem: Ittiz / Wikimedia Commons

Tal transformação após a década de 2040 permitirá que você cultive plantas ao ar livre, coloque mais equipamentos na superfície, facilite a produção de oxigênio etc. etc. No futuro, abre caminho para a colonização completa de Marte. Agora, os cientistas estão trabalhando em novas simulações para fornecer uma estimativa mais precisa de quanto tempo as mudanças previstas levarão. Também faz sentido calcular o custo de um escudo magnético.

Talvez essa seja precisamente a idéia que Elon Musk tinha em mente quando falou em geradores de campo eletromagnético localizados. Ou ele quis dizer um gerador portátil de campo magnético instalado diretamente na superfície de Marte ou em órbita para proteger apenas uma colônia local? A ideia é a mesma, apenas menos ambiciosa.

Além do gerador de campo magnético no ponto Lagrange, os cientistas expressaram outra idéia (veja o trabalho científico de 2008 ): cercar o planeta com cabos supercondutores. A ilustração abaixo mostra um diagrama desse projeto para a Terra.



O mais longo dos cabos de 40.000 km, pesando 15 milhões de toneladas com resfriamento a nitrogênio líquido, gerará um campo magnético de 7,1 Tesla.

No entanto, este projeto parece ainda mais incomum e difícil de implementar.

Viabilidade

De fato, para proteger contra o vento solar, um campo magnético muito fraco é suficiente, como na Terra (25–65 μT na superfície, uma ordem de magnitude menor que a de um refrigerador).

Como já foi observado, induzir 1-2 Tesla na região do escudo marciano não é um problema tão grande. Mas surge a pergunta: qual fonte de energia usar para um escudo magnético? Talvez colocar vários satélites com geradores nucleares no ponto Lagrange? Novamente, quando comparado aos sistemas de ressonância magnética, o consumo de energia de uma ressonância magnética de alto campo com um ímã supercondutor é de até 35 kW. Provavelmente, é necessário mais combustível para manobrar os motores, para que a estação com a blindagem mantenha sua posição exata no ponto L1.

Um gerador local precisará de menos indução e menor consumo de energia; portanto, a proposta de Elon Mask parece bastante viável.