Нова мисия ще решава проблема на термоядрената енергия

Космическа мисия на НАСА ще изучава на орбита загадъчното явление магнитно присъединяване, което пречи на промишленото производство на термоядрена енергия.

Миналата седмица НАСА изпрати в Космоса мисия, която ще помогне в изучаването на природно явление, свързано с отделянето на колосална енергия. Мисията MMS (Magnetospheric Multiscale) ще изучава магнитното присъединяване – свързване на магнитните линии.

Това е много динамичен процес, при който линиите на магнитното поле се съединяват и в резултат протича мощно изхвърляне на високоенергийни частици.

Магнитно присъединяване се среща навсякъде, където има магнитно поле, тоест практически във всяка точка на Вселената. На Слънцето то предизвиква бързо нагряване на локални участъци на атмосферата и изхвърляне на високоенергийни частици.

В резултат протича слънчево изригване, сравнимо по енергия с взрив на множество термоядрени бомби. В ядрата на галактики магнитното присъединяване произвежда взривове, които се виждат от милиарди светлинни години. На Земята магнитното присъединяване провокира магнитни бури и полярни сияния.

И все пак, независимо от разпространеността на явлението, учените и досега не разбират всички детайли на този процес. Известно е, че магнитните линии се кръстосват, а след това протича изхвърляне на енергия, свързано с ускоряване на частиците почти до светлинни скорости.

По какъв начин простото пресичане на магнитните линии предизвиква толкова мощни взривове? Отговор на този въпрос може да даде мисията MMS.

Мисията се състои от четири спътника, подобни на огромни шайби с диаметър 4 м и височина 1 м. В Космоса спътниците ще разгърнат 60-метрови лостове с електромагнитни датчици. Спътниците MMS две години ще работят непосредствено в зоната на събиране на силовите линии, затова имат доста здрава конструкция.

Формацията от четири космически апарата ще лети на височина, по-ниска от орбитата на GPS спътниците, благодарение на което позицията на MMS в пространството ще може да се определя с точност до 100 метра. Четирите спътника, намиращи се на разстояние около 10 км един от друг, ще могат да сканират голямо пространство и това е изключително важно за физиците.

Изучаването на магнитното присъединяване представлява интерес не само за фундаменталната наука – то има и огромно практическо значение. Става дума за това, че неуспехите в усвояването на термоядрените източници на енергия (токамак) в голяма степен са свързани с магнитното присъединяване, което нарушава стабилността на плазмата в процеса на нейното горене в термоядрения реактор.

Конфигурацията на MMS в полет.                                                                         © NASA

Сложно е този проблем да се реши на Земята, тъй като областите на магнитно присъединяване в реактора заемат само няколко сантиметра. Невъзможно е да се създадат миниатюрни и свръхздрави датчици, за да се изучи явлението на такива малки мащаби.

Космическата мисия MMS има много по-големи мащаби. В обширния магнитен мехур, който заобикаля нашата планета, магнитно присъединяване протича в пространство с диаметър десетки километри. Така спътниците ще могат да видят как слънчевата плазма предизвиква полярни сияния, сблъсквайки се с магнитното поле на Земята.

Учените се надяват, че мисията MMS ще помогне да се разкрият всички тайни на магнитното присъединяване и в крайна сметка да се отговори на много въпроси в областта на фундаменталната и приложната физика.

Възможно е MMS най-после да открие за човечеството епохата на чистата и неизчерпаема термоядрена енергия.