Star Trek Plasma-Schilde (EPS Tag 2)

BLOG: Zündspannung

Blick über den Plasmarand
Zündspannung

Obwohl auf der EPS Konferenz heute (Tag 2) parallel Vorträge über mein eigenes Fachgebiet stattfanden, konnte ich als alter Star Trek-Fan heute einem anderen Vortrag einfach nicht widerstehen: Ruth Bamford berichtete von "Star Trek Plasma-Schilden".

Die Erde wird bekanntlich von ihrem Magnetfeld vor der Teilchen-Strahlung von der Sonne geschützt. Auch die heutigen Weltraumflüge verlassen dieses geschützte Gebiet innerhalb der Magnetosphäre nicht. Anders die Apollo-Flüge: Die Astronauten in den 60ern und 70ern hatten unheimliches Glück, dass während ihrer Flüge zum Mond kein Ausbruch der Sonne erfolgte. Es gab zwischen den Flügen mehrere sogenannte solare Protonenvorfälle (solar proton event, ich weiß den genauen Fachausdruck auf Deutsch nicht), bei denen Protonen aus der Sonne durch Flares oder ähnliches zu sehr hohen Geschwindigkeiten beschleunigt werden. Mehrmals wurde dabei eine Dosis erreicht, die starke Strahlungsvergiftung bei den Astronauten verursacht hätte, gerade allein im Weltraum sicherlich kein Vergnügen.

Ein solcher Ausbruch, zwischen Apollo 16 und 17, wäre sogar für alle Astronauten tödlich gewesen, hätte er sie erwischt.

Bei einem Flug zum Mars und zurück, der 18 Monate dauern kann, ist die Wahrscheinlichkeit eines solchen Ausbruchs sehr sehr hoch. Es muss also eine neue Technologie entwickelt werden, die die Astronauten schützen kann.

Eine Möglichkeit wäre es, eine große Wand um das Raumschiff herum zu bauen, eine andere, durch (auch noch zu entwickelnde) biochemischen Methoden die Auswirkungen auf die Zellen abzumindern. Die dritte, um die es in diesem Vortrag ging, soll ein Schild wie in Star Trek um das Raumschiff herum errichten, das dann die geladenen Teilchen ablenkt.

Das Vorbild dieser Technologie haben wir bereits in der Erde, in der die Magnetosphäre diese Aufgabe übernimmt. Die erste Fragestellung ist es also, ob ein solches Schild die Ausmaße eines Planeten haben muss, um zu funktionieren.

Frau Bamford stellte ein Experiment namens LinX vor, in dem ein Plasmastrahl stark beschleunigt wird. Dieser Strahl trifft auf das Magnetfeld eines rotierende, zylindrischen Magneten. Die Elektronen werden nun abgelenkt, woraufhin sich zwischen den Elektronen und Ionen ein elektisches Feld ausbildet, das ebenfalls die Ionen ablenkt. Im Resultat gibt es hinter dem Magneten eine Region, die praktisch plasmafrei ist.

Auf ein Raumschiff hochskaliert, müsste diese magnetische Blase einen Durchmesser von 100 Metern haben – etwas, das technologisch durchaus machbar erscheint. Natürlich muss noch weiter geforscht werden, aber die Machbarkeit wurde nachgewiesen.

Gegen ungeladene Strahlung hilft so ein Magnetschild übrigens nicht, aber die Gefahr durch diese Strahlung ist laut Frau Bamford geringer als die durch die Protonenstrahlung. Auf alle tödlich wie diese Protonenausbrüche ist sie jedenfalls wohl nicht.

Mierk Schwabe

Veröffentlicht von

Erhöht man die Spannung zwischen zwei Elektroden, die ein Gas umgeben, beginnt das Gas irgendwann zu leuchten: Freie Elektronen im Gas haben genug Energie, um die Gasteilchen zu ionisieren und noch mehr Elektronen aus den Atomen zu schlagen. Ein Plasma wurde gezündet, die Zündspannung ist erreicht. Gibt man nun noch zusätzlich Mikrometer große Teilchen in das Plasma, erhält man ein sogenanntes "Komplexes Plasma", mit dem ich mich zunächst als Doktorand und Post-Doc am Max-Planck-Institut für extraterrestrische Physik und nun an der University of California in Berkeley beschäftige. In diesem Blog möchte ich sowie ein wenig Einblick in den Alltag im Forschungsinstitut bieten, als auch über den (Plasma)-Rand hinaus blicken. Mierk Schwabe

2 Kommentare

  1. Rotation

    Ich kann mir das grad nicht so recht vorstellen. Der Magnet muss doch ganz schön groß und stark sein, um die Blase zu erzeugen. Kann mir vorstellen, dass da ziemlich viel Energie bei draufgeht.

    Außerdem: Bewegte Ladung + Magnetfeld = Strahlung. Könnte die nicht auch gefährlich werden oder sind das zu geringe Energien?

  2. Geht einfacher (zumindest in kleinem Ausmaß)
    Ich habe auch mal einen derartigen Versuch in einer Vakuum-Röhre (diy) durchgeführt. Dabei habe ich hochfrequente Hochspannung aus einem diodensplittravo zur plasmaerzeugung genutzt. Dieses plasma habe ich dabei in die Nähe eines neodymmagneten gebracht. Das Ergebnis:
    An der Anode der röhre Ist strom angekommen. Als ich allerdings den DST angeschaltet habe, war da nichts mehr. Und nur am Magneten kann es nicht liegen, da der Strom an der Anode angekommen ist solange der DST nicht aktiviert war. Danke für die Motivation den gesamten Text zu lesen! 🙂 wer Rechtschreibfehler findet darf sie behalten.

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