Bolygónk egyik legfontosabb kozmikus védőpajzsa a
magnetoszféra, ilyennel sem a Hold, sem pedig a Mars nem
rendelkezik. Míg a légkörben lévő
ózonréteg a káros ibolyántúli
sugaraktól óvja meg a felszínt, a Föld
körül állandósult mágneses mező a
Napból származó egyéb sugárzással
és töltött részecskékkel szemben
jelent védelmet, amelyek különösen
napkitörések alkalmával veszélyesek. A
napszél töltött részecskéi ugyanis
eltérülnek a mágneses erővonalak
hálójában, s vagy el sem érik a
felszínt, vagy a pólusok térségében
jutnak le a légkör sűrűbb rétegeibe,
látványos sarkifény-jelenséget idézve
elő.
Ám a magnetoszféra nem csupán erre jó! A Nap és a Föld közötti mágneses kölcsönhatás igen erős nyomást gyakorol bolygónkra, amely leginkább a földi magnetoszféra aszimmetrikus formájában mutatkozik meg. A Nap felőli oldal ugyanis jelentős mértékben belapul, a másik oldal viszont uszályszerű, elnyúlt formát vesz fel. Ennek ismeretében könnyű elképzelni, hogy a légkört igen hatékonyan "erodálhatja" a napszél - ahogy ez a Mars esetében történt, miután a vörös bolygó elveszítette globális mágneses terét.
Bár szerencsére a Föld túlságosan nagy
méretű ahhoz, hogy a napszél elfújja, egy
kisebb tárggyal ez akár tényleg
megtörténhet. A NASA Marshall
Űrközpontjának kutatója, Dennis Gallagher
éppen ezt vizsgálja munkatársaival. Olyan
űrjárművet, egyfajta napvitorlást terveznek,
amelyet a körülötte kialakított
mágneses mező juttat el egyik bolygótól a
másikhoz, kihasználva a napszél
hajtóerejét.
Számításaik szerint egy 15 kilométer méretű mini-magnetoszférára a Föld pályája mentén 1-3 Newton nagyságú erővel hat a napszél. Ez az erő pedig igen jelentős: három hónap alatt akár 290 000 km/órás sebességre gyorsíthatna fel egy 200 kilogramm tömegű űreszközt. Így ez az elképzelt űrhajó igen gyorsan utolérné és leelőzné a Voyager- és Pioneer-űrszondákat, amelyek a bolygónktól eddig legtávolabbra jutott ember alkotta űreszközök.
A magnetoszféra-meghajtás kísérleteit egy 6
x 10 méteres vákuum-kamrában végzik, ahol a
mágneses teret elektromos tekercs
segítségével állítják elő.
Ezek után a mágneses buborékot
"felfújják" ionizált gáz, vagyis plazma
segítségével, ezért kapta a
kísérlet a Mini-Magnetospheric Plasma Propulsion
(M2P2) elnevezést. A kísérletek során
már sikerült elérni, hogy a
mini-magnetoszféra teljesen betöltse a
vákuum-kamrát.
Ám az űrben semmi nem akadályozza majd a nagyobb méret, például a 15 kilométeres átmérő elérését, amelyhez csupán 1 kW energiára és kevesebb mint 1 kg héliumra lesz szükség naponta. Ezzel szemben a mágneses buborék mintegy 600 kW energiához jut majd a napszélből minden nap.
Annak ellenére, hogy semmilyen új technológiára nincs szükség a megvalósításához, a mágneses meghajtásnak nem ez, és nem is az olcsóság a legnagyobb előnye. Sokkal inkább az, hogy távolodva a Naptól a napszél hajtóereje nem csökken. Ugyanis minél messzebb kerül egy mini-magnetoszféra a Naptól, annál ritkább a napszél, ezért a magnetoszféra kitágul (hasonlóan a felfelé szálló léggömbhöz, amelynek állandó belső nyomása egyre nagyobb méretet eredményez a külső légnyomás csökkenése miatt). Mivel a napszél gyengülése és a mágneses buborék tágulása fordítottan arányos, a magnetoszféra teljes felületére ható erő mértéke nem változik, tehát a meghajtás mértéke állandó marad.
Ennél már valóban csak egy előnyösebb
tulajdonsága van a magnetoszféra-meghajtásnak, a
biztonság. A mágneses térrel körbevett
űrhajó ugyanis a Föld felszínéhez
hasonlóan védve van csillagunk és a
világűr más eredetű káros
sugárzásától, így rendkívül
kedvező feltételeket jelent az emberi utasok
számára.
Mindezek miatt jó esély van arra, hogy a jövőben a mágneses tér segítségével hajtott űrhajókkal járjuk majd be a Naprendszer vidékeit.
Ajánlat:
A magnetoszférák szerkezete - ábrasorozat
Elektromágneses környezetünk: geomágneses viharok, napkitörések
Összefoglaló cikk a napvitorlásokról a NASA tudományos oldalán
Korábban az [origo]-ban:
A
Nap-Föld kapcsolat újabb részletei
2002. június 6. A NASA új, TIMED nevű
műholdja segíti a naptevékenység
bolygónkra gyakorolt fizikai hatásainak alaposabb
megértését.
Csapdába
ejti a Nap-részecskéket az amerikai Genesis
űrszonda
2001. augusztus 3. A Nap-Föld rendszer egyik
librációs pontjához induló Genesis a kisebb
és viszonylag olcsó űrszondák közé
tartozik, s úticélja megegyezik a SOHO
helyével.
Egy
csillagközi űrszonda tervei
2002. április 18. A megfelelő csillagközi
űrszonda tervezése sokat várat még
magára. Kérdés, hogy tudományunk nem
elég fejlett ehhez, vagy csupán az
érdeklődés, a ráfordítandó
fantázia és idő hiányáról van
szó?