Дослідження слабковивченого процесу перезамикання силових ліній магнітного поля Землі одного разу може відкрити дорогу термоядерній енергетиці.
Перезамикання магнітних полів супроводжує, можливо, будь-який вибух у Всесвіті. Воно відбувається скрізь, де тільки не зустрічаються магнітні поля - тобто, майже повсюдно. На Сонці, з його потужним магнітним полем, воно бере участь у створенні могутніх спалахів потужністю, що далеко перевершує всю зброю, накопичену на сьогодні людством. В околицях Землі воно породжує геомагнітні бурі і створює вражаючі полярні сяйва. У фізичних інститутах воно заважає проведенню експериментів з термоядерного синтезу. І при цьому вчені не до кінця розуміють суть цього явища.
Зрозуміло, в цілому все ясно: силові лінії магнітних полів перетинаються, взаємодіють, розмикаються і замикаються знову, змінюючи свій «малюнок». Процес цей супроводжується викидом енергії у вигляді тепла або потоку частинок. Але яким саме чином і чому проста рекомбінація силових ліній призводить до подій такого колосального масштабу?
Щоб з'ясувати це, NASA планує місію MMS, до складу якої увійде четвірка космічних апаратів, які, працюючи в магнітосфері Землі, вивчать процес перезамикання у всіх деталях. У червні цього року проект був схвалений, і інженери приступили до виготовлення супутників. Запустити з планується в 2014 р., на борту ще розроблюваної ракети Ares V.
У зовнішніх шарах земної магнітосфери, де вона взаємодіє із зарядженими частинками сонячного вітру, перезамикання відбувається постійно, створюючи «портали», що безпосередньо з'єднують нас з Сонцем (читайте про цей процес і його наслідки в замітці «Портал відкритий»). У ближчих до нас областях магнітосфери перезамикання спрямовує потоки частинок до верхніх шарів атмосфери, створюючи полярні сяйва (читайте: «Плазма над полюсом»). Є чимало й інших прикладів, і всі їх досліджує місія MMS.
Кожен з четвірки однакових апаратів нагадує величезну хокейну шайбу діаметр 3,7 м і висотою 1,2 м. Бортові датчики будуть вести моніторинг і електромагнітних полів, і поведінки заряджених частинок у земній магнітосфері. І теоретично, ця робота може одного разу призвести до того, що людство назавжди забуде про таку речі, як енергетична криза.
Справа в тому, що одним з найбільш багатообіцяючих підходів до створення технології керованого термоядерного синтезу полягає в тому, що розпечена плазма, необхідна для цього, утримується магнітним полем всередині токамака. Всі подробиці цього питання найкраще дізнатися в статті «Мирний термояд».
Однак і використання токамаку поки стикається з серйозними труднощами. І одна з них - якраз перезамикання ліній магнітних полів, що призводить до вельми видовищних - і плачевних наслідків: відбувається втрата контролю над плазмою.
Здавалося б, для дослідження перезамикання можна використовувати самі токамаки. Але насправді воно відбувається тут у дуже невеликих масштабах, охоплюючи лічені міліметри простору. Вивчати його тут досить складно, складно навіть сконструювати досить мініатюрні і чутливі, здатні витримати високі температури датчики.
У цьому сенсі магнітосфера Землі куди більш підходяща. Області перезамикання охоплюють тут десятки кілометрів, і їх можна розглянути у всій красі, з різних сторін, а нерідко і зсередини. Саме цим займуться апарати MMS: прямим наглядом перезамикання магнітних полів. Можливо, вони і дадуть ті дані, на основі яких вченим вдасться остаточно приборкати плазму і звільнять нас від нафтогазового рабства.
За повідомленням NASA