Космическая миссия MMS поможет решить проблему токомаков
Категория: Земля, ТехнологииНовая космическая миссия НАСА поможет изучить на околоземной орбите загадочное явление магнитного пересоединения, которое мешает наладить промышленное производство термоядерной энергии.
12 марта 2015 г. в космос отправилась миссия, которая поможет изучить природу явления, связанного с выделением колоссальной энергии. Миссия НАСА под названием MMS (Magnetospheric Multiscale) изучит магнитное пересоединение — перезамыкание магнитных линий. Это очень динамичный процесс, в ходе которого линии магнитного поля соединяются, и в результате происходит мощный выброс высокоэнергетических частиц.
- Явление магнитного пересоединения приводит к мощнейшим выбросам энергии.
Магнитное пересоединение встречается везде, где есть магнитное поле, то есть практически в любой точке Вселенной. На Солнце оно вызывает быстрый нагрев локальных участков атмосферы и выброс высокоэнергетичских частиц. В результате происходит солнечная вспышка, по энергии сравнимая со взрывом множества термоядерных бомб. В ядрах галактик магнитное пересоединение производит взрывы, которые видны с расстояния в миллиарды световых лет. На Земле магнитное пересоединение провоцирует магнитные бури и полярные сияния.
Тем не менее, несмотря на распространенность явления, ученые до сих пор не понимают всех деталей этого процесса. Известно, что магнитные линии перекрещиваются, а затем происходит выброс энергии, сопряженный с разгоном заряженных частиц до скоростей близких к скорости света. Каким образом простое пересечение магнитных линий вызывает столь мощные взрывы? Ответить на этот вопрос поможет миссия MMS.
- Четыре "шайбы" MMS отправились к истокам магнитных бурь.
Миссия состоит из четырех спутников, похожих на огромные шайбы диаметром 4 м и высотой 1 м. В космосе спутники развернут 60-метровые штанги с электромагнитными датчиками. Спутники MMS будут два года работать непосредственно в зоне смыкания силовых линий, поэтому они имеют очень прочную и надежную конструкцию.
Формация из четырех космических аппаратов будет лететь на высоте ниже орбит спутников GPS, благодаря чему позицию MMS в пространстве можно будет определить с точностью до 100 м. Четыре спутника, находящиеся на расстоянии около 10 км друг от друга, смогут сканировать большое пространство, и это крайне важно для физиков.
Изучение магнитного пересоединения представляет интерес не только для фундаментальной науки, — оно имеет и огромное практическое значение. Дело в том, что неудачи с освоением термоядерных источников энергии (токамаков) во многом связаны с магнитным пересоединением, которое нарушает стабильность плазмы в процессе ее горения внутри термоядерного реактора. Решить эту проблему на Земле сложно, ведь области магнитного пересоединения в сердечнике реактора занимают всего несколько сантиметров. Невозможно создать миниатюрные и сверхпрочные датчики, чтобы изучать явление в таких малых масштабах.
Космическая миссия MMS имеет намного большие масштабы. В обширном магнитном пузыре, который окружает нашу планету, магнитное пересоединение происходит в пространстве в десятки километров в поперечнике. Так, спутники смогут увидеть, как сталкиваясь с магнитным полем Земли, солнечная плазма вызывает северные сияния.
Ученые надеются, что миссия MMS поможет раскрыть все тайны магнитного пересоединения и, в конечном итоге, ответить на многие вопросы в области фундаментальной и прикладной физики. Возможно, MMS наконец откроет для человечества эпоху чистой и неисчерпаемой термоядерной энергии.
Источник: CNews