Geplanter Magnet-Schutzschild

[Valen]

Habe eben diesen Artikel auf spiegel.de gelesen. Gegen die Strahlung durch Sonnenerruptionen, die einen Menschen, so er nicht geschützt ist, töten kann, will die NASA jetzt einen gasgefüllten magnetischen Schutzschild entwickeln, der im Prinzip dem der Magnetosphäre entspricht. Denn für die 2 großen Ziele der NASA, dem langen Flug zum Mars und der dauerhaften Mondstation, ist dies wohl notwendig.

Finde das jedenfalls höchst interessant! Und ich denke mal, wenn man erstmal diesen Magnetschirm hat, dann komt man auch leichter auf andere Arten von Schilden. ST's Kraftfelder lassen schonmal grüßen!

[Dalek]

Wenn die das Ding zum Laufen bringen könnte es sich in der Tat als sehr nützlich für die bemannte Raumfahrt erweisen. Es sind allerdings britische Wissenschaftler, daß die Nasa beteiligt ist, lässt sich dem Artikel nicht entnehmen.


mfg
Dalek

[Mendred]

Sehr interessanter Artikel.
Einen Raumabschnitt mit Plasma zu füllen, um ein Magnetfeld enstehen zu lassen, dass einen Kilometergroßen Bereich schützt, ist eine brilliante Idee IMO. Das Problem ist, dass ich keinen Schimmer habe, wie man dieses Plasma auf einen Ort zentriert, damit es sich nicht verflüchtigen kann.

[Phaidon]

Strahlung hält das Ding doch nicht ab, oder?

[McWire]

Ich halte diese Idee für sehr gut. Hat zwar nicht wirklich viel mit SciFi-Schilden zu tun, da keine Materie abgehalten werden kann, aber gegen kosmische Strahlung und Sonnenwind sollte es reichen.

Kosmische Strahlung hält der Schild auch ab, da es schnelle Protonen und/oder Elektronen sind.
Diese Teilchen würden in einer Plasmawolke durchaus abgelenkt werden, durch Zusammenstöße mit Plasmapartikel (Ionen).
Auch ungeladene Neutronen könnten bei ausreichender Plasmadichte abgewehrt werden.

Einen großen Nachteil sehe ich aber... diese sphärische Plasmawolke um das Raumschiff würde auch den Funk erheblich stören.

[Spocky]

Einen großen Nachteil sehe ich aber... diese sphärische Plasmawolke um das Raumschiff würde auch den Funk erheblich stören.

Ja, das stimmt. Das war ja auch der Grund, weshalb die Apollo-Kapseln und auch noch die Space Shuttles beim Eintritt in die Erdatmosphäre kurzzeitig den Funkkontakt verloren und verlieren. Durch die Reibung wird die Luft ionisiert und es bildet sich ein Plasma, das die Funkwellen abschirmt.

Vielleicht sollte man den Schutzschirm auch nicht dauerhaft laufen lassen, was sicher auch zu viel Energie verschlingen dürfte. Die heftigen Sonnenstürme kündigen sich ja dadurch an, dass man zuerst Aktivitäten auf der Sonne erkennt. Wenn man dann einen solchen Ausbruch feststellt, dann kann man den Schutzschild immer noch rechtzeitig hochfahren.

[Phaidon]

Also ein Magnetfeld kann ich mir ja vorstellen. Auch weiß ich wie Plasma in nem Fusionsreaktor eingedämmt wird. Aber wie muss das Magnetfeld ausgerichtet sein, damit sich das Plasma nicht verflüchtigt?

[Spocky]

Plasma ist ja ein ionisiertes "Gas", also ein Stoff mit freien Ladungen. Dementsprechend lässt es sich auch durch ein Magnetfeld eindämmen. Es bewegt sich einfach auf den Magnetfeldlinien.

[Phaidon]

Plasma ist ja ein ionisiertes "Gas", also ein Stoff mit freien Ladungen. Dementsprechend lässt es sich auch durch ein Magnetfeld eindämmen. Es bewegt sich einfach auf den Magnetfeldlinien.

Also das rotiert dann quasi auf der Oberfläche einer imaginären Blase um das Raumschiff rum? Kann das außer Sonnenwinden auch was anderes abhalten? Gamma-Strahlung, Röngen Strahlung, kleine Meteoriten? Und wenn der Funkkontakt gestört wird, kann man das Ding dann noch aufm Radar sehen?

[Spocky]

Kleine Meteoriten könnte das Teil vielleicht sogar wirklich abhalten. Bei Gamma- oder Röntgenstrahlung glaub ich aber nicht, dass das so viel bringt, aber vielleicht kann da ja ein Fachmann was dazu beitragen.

[McWire]

Wenn die Plasmadichte hoch genug ist, würde EM-Strahlung wie Röntgen- oder Gamma-Strahlung vielleicht leicht gestreut oder durch Absorption leicht geschwächt werden, aber das meiste würde trotzdem durchkommen.

Um solche Strahlung aufzuhalten bräuchte man ein neutrales Gas, wo die Hüllenelektronen durch Änderung ihrer Energieniveaus ankommte Energie von Photonen aufnehmen und in mehreren Schritten in niedrigeren Frequenzbereich/Energieniveaus wieder abstrahlen können.
(So wie es ja in unserer iridischen Atmosphäre dauernt passiert.)

Wie gesagt, je nach Dichte und Zusammensetzung kann das Plasma durchaus ein Teil der EM-Strahlung abfangen.
In der Sonne funktioniert dieser Prozess aufgrund der enormen Dichte ja durchaus.
Die im Kern entstehende Gamma-Strahlung wird schrittweise durch Photonen-Plasmapartikel-Zusammenstöße nach und nach in UV-Strahlung oder sichtbare Strahlung umgewandelt, indem ein Teil der Energie auf das Plasma übertragen und dann in mehreren Paketen energetisch niedriger Photonen wieder abgegeben wird.

Aber der Plasmaschild der NASA wäre dafür viel zu dünn. Er hält vorallem nur Partikelstrahlung aus kosmischer Strahlung und Sonnenwind ab.

[blueflash]

Sowohl Gamma als auch Röntgenstrahlung sind elektrisch neutral und somit durch ein elektromagnetisches Schutzfeld nicht aufzuhalten. Andererseits dürfte gerade Gammastrahlung auch im All (zumindest in interplanetaren Maßstab) kaum plötzlich "ausbrechen". Hier ist also so oder so eine permanente Schutzhülle notwendig.

[Phaidon]

Und wie sieht es mit dem Radar aus? Ich meine mal bei N24 eine doku gesehen zu haben, bei denen die Russen meinten Flugzeuge in Plasma einhüllen zu können, wodurch der Luftwiderstand und die Radarsignatur verringert werden würden.

[blueflash]

Auch Radarstrahlung hat keine elektrische Ladung.

Die Plasmawolke als Schutzschild würde extrem dünn (dafür aber sehr groß) sein und mutmaßlich auch den Funk nicht wirklich stören.

Was die Russen da vorhatten kann ich nicht beurteilen, allerdings ist davon auszugehen, dass eine Plasmablase um ein Flugzeug erheblich dichter wäre.

[McWire]

Jede Art von Plasma und geladener Teilchen beeinflussen Elektromagnetische Wellen (Radarstrahlung), da sie ja Schwingungen von elektrischen und magnetischen Felder sind.
Natürlich hat Radarstrahlung oder Röntgenstrahlung ein Äquivalent zu einer elektrischen Ladung, aber oszillierend.
Außerdem kommt es ja dann auch zu Photonen-Ionen-Stößen, wodurch die Photonen Energie verlieren.

Alleine die Ionossphäre der Erde sorgt dafür, dass bestimmte Frequenzen (LW, MW und teilweise KW) total reflektiert werden und andere Frequenzen nur sehr schwach durchkommen (oberer KW- und unterer UKW-Bereich).

Und die Ionossphäre der Erde ist auch kein soo dichtes Plasma.