Kunstmatig magnetisch veld om de aarde te redden?

Share Button

In de verre toekomst, rond de 2 miljard jaar na nu, zal de convectie in de aardkern tot stilstand komen en het aardmagnetisch veld verdwijnen. Met de aarde zal dan gebeuren wat eerder met Mars gebeurde: een genadeloos bombardement van zonnewind zal de atmosfeer langzaam maar zeker uitputten en de aarde uitdrogen. Kan een kunstmatig magnetisch veld de aarde redden? Hoe sterk zou dit moeten zijn?

Hoe ontstaan magnetische velden?
Magnetisme bestaat alleen omdat de speciale relativiteit bestaat. Sterker nog: de speciale relativiteitstheorie is rechtstreeks af te leiden uit de vier fundamentele vergelijkingen van Maxwell die alle elektromagnetisme beschrijven. Een elektrische lading die beweegt, wekt een magnetisch veld op. Ook bestaan er elementaire magneetjes in de vorm van ijzeratomen of microstructuren, zoals in keramische magneten van neodymium en samarium. Deze wekken ook een magnetisch veld op: de reden waarom permanente magneten bestaan.
Op deze schaal zijn permanente magneten niet praktisch. We richten ons daarom op elektromagneten.

Het aardmagnetisch veld wordt opgewekt door stromingen in de aardkern. Als deze stoppen, hoe vervangen we die dan? - NASA

Het aardmagnetisch veld wordt opgewekt door stromingen in de aardkern. Als deze stoppen, hoe vervangen we die dan? – NASA

Hoe sterk is het aardmagnetisch veld?
Het aardmagnetisch veld heeft op de aardoppervlakte een sterkte van 25 tot 65 microtesla’s. Dit is op het eerste gezicht niet erg sterk: het veld van een sterke neodymiummagneet is tienduizenden malen sterker. Echter: dit veld omvat de gehele aarde. Om de zonnewind af te weren, moet een veld worden geconstrueerd dat minimaal dezelfde grootte en sterkte heeft.

Hoe vervangen we dit aardmagnetisch veld?
De eenvoudigste oplossing is een elektrisch supergeleidende spoel die om de aarde zweeft. Denk bijvoorbeeld aan een locatie op tienduizend kilometer van de aardkern, dus rond de 3 500 km boven de aardoppervlakte. Dit betekent een totale lengte per winding van rond de 62 800 km. Deze ring is in principe instabiel, dus moet voortdurend worden bijgestuurd en in de juiste baan worden gehouden.

Hier moet vervolgens een sterke stroom doorheen worden gestuurd. Voor een te bereiken veldsterkte van 50 microtesla en tienduizend windingen is dan in principe een stroom van 50 000 ampère toereikend om dit veld op te wekken. Japanse wetenschappers zijn er in 2014 in geslaagd om 100 000 ampère op te wekken en door een supergeleidend circuit te laten vloeien.

In theorie is deze oplossing dus zeker mogelijk. Echter: de bouw van 620 miljoen kilometer supergeleidende kabel die nooit mag haperen, zal zeer veel grondstoffen vergen. Wellicht is het dan slimmer om ionkanalen te openen – in de ruimte heerst vacuüm – die door richtringen worden gestuurd. Zeg maar een soort deeltjesversneller rond de aarde.

Oplossing voor Mars en Venus?
Deze techniek kan nu al worden gebruikt om een toekomstig geterraformeerd Mars te beschermen tegen de zonnewind. Omdat Mars veel kleiner is dan de aarde en de flux van de zonnewind maar de helft is, zou dit systeem kleiner kunnen.
Voor Venus zal een twee keer zo sterke veldsterkte, en hiermee stroomsterkte, nodig zijn om hetzelfde effect te bereiken.
Venus zal grondiger aangepakt moeten worden: zo moet de planeet weer in rotatie worden gebracht en verlost van de verstikkende deken koolstofdioxide. De hoeveelheden energie die hier voor nodig zijn, vereisen een Kardashev-II beschaving en liggen nog ver buiten ons bereik.

Share Button

Germen

Hoofdredacteur en analist (Visionair.nl) Expertise: biologische productiesystemen (master), natuurkunde (gedeeltelijek bachelor), informatica

Dit vind je misschien ook interessant:

5 reacties

  1. bemoeier schreef:

    Over 2 miljard jaar is de Zon veel heter dan nu dus misschien kan er beter een grote parasol gemaakt worden.
    Om te voorkomen dat de Aarde drooggekookt wordt.

  2. antares schreef:

    Hmm, denk dat het niet de zon, of het magnetisch veld uiteindelijk de das zal zijn die ons hier de nek om zal kunnen draaien. De natuur produceert in het meest ongustigste geval, (theoretisch op dit moment zou dit zo zijn, als alle vulkanen tegelijk zouden werken) 300 miljoen ton CO2 per jaar. De mensheid produceert nu 30 miljard ton CO2 per jaar. Hoe weten we dat, wel, de door fossiele brandstoffen geproduceerde CO2 bevat geen C14. Hoe dat zit kunt u zelf Googelen, zoek bij radio koolstofdatering CO2. Het artikel vind ik echter te interessant om zomaar voorbij te laten gaan, het is verfrissend. Diegenen die de ruimte in de toekomst gaan verkennen en exploreren, deze mensen hebben bescherming nodig. Zo’n twintig jaar geleden bedacht ik opblaasbare onderkomens voor deze mensen. Op koolstof gebaseerde ballonnen, met een dikke laag bevroren water er omheen, en magnetische schermen. Deze moesten uit super geleidende koolstof bestaan, die zich met zonneradiatie vanzelf zouden opladen. Nou, ik dacht dat ik orgineel was met mijn schepping, maar niet dus, anderen waren mij allang voor. Zo gaat dat nou eenmaal als je niet de enige bent die denkt.

    Maar goed, we moeten verder dan een helaas nabij doemscenario, (2030 schat men nu in, en helemaal dankzij ons) diegenen die het overleven in de ruimte moeten verder. Daar bevindt zich straks het neusje van de zalm op intelectueel en ontwikkeld publiek. Vele ontwikkelde, nuchtere volken zullen gezamelijk inspanningen en mensen leveren. We moeten deze mensen koesteren en beschermen. Geweldig toch, zo’n magnetisch scherm, en ook daar bestaan in de realiteit al concepten voor. Ik vestig mijn hoop op Elon Musk en anderen die in dit zelfde spoor lopen. Jammer voor mij dat ik er waarschijnlijk niet bij zal zijn, maar dat geldt voor zovelen. Hoofdzaak is dat zij die er bij zullen zijn de beste kansen hebben.

  3. Elise schreef:

    Is het wifi netwerk/zendmasten etc boven ons niet al een kunstmatige paraplu?

    • antares schreef:

      Daar heb je gelijk in Elise, goed opgemerkt. Helaas is dat effect niet sterk genoeg om ons van alle radiatie van de zon en ons universum, afdoende af te schermen.

Geef een reactie

Het e-mailadres wordt niet gepubliceerd. Verplichte velden zijn gemarkeerd met *

Advertisment ad adsense adlogger