用磁泡做引擎直飞外太空
用磁泡做引擎直飞外太空
以下是未来世界里的一场对话：
“妈妈，我今天要去伽呢米德星（木星的一颗卫星）买东西，能给我咱家飞碟的钥匙吗？”
“当然可以了，孩子，但是要记得早点回来吃晚饭。还有，听说今天会有场可怕的太阳耀斑，所以路上一定要小心啊！”
这位未来“空间”母亲的担心可不是杞人忧天，太空中的危险确实非常多，太阳耀斑就是比较常见、危害比较大的一种。但是，如果现在一个正在进行的新的科学实验成功了，那么未来的家长们就可以不再为孩子们去外星球活动的安全问题而担忧了。到时候，每个家庭的飞碟都会装备一个“节能”的磁泡，不仅能让从一个行星到另一个行星之间的航行大大加速，还能阻挡住极强的太阳耀斑给我们带来的侵袭。
用磁泡做引擎
实际上，太阳系里的大多数行星“天生”已经具有这种“泡泡”了，它们的科学名字是“磁气圈”。磁泡是一种环绕星球周围，由磁场控制的空间领域。地球的磁气圈是我们非常熟悉的地球磁场在空间的延伸，我们的地球坐落于这个泡泡的中心。地球的磁泡有多大？它的体积是地球的1000倍！可不能小看这个磁泡，正是它为我们阻挡太阳风带来的伤害，还能避免我们受到致命的太阳耀斑的侵害。如果没了它，地球可能会像火星或者月球一样贫瘠，被各种辐射“烧”成不毛之地，因为月球和火星的世界就没有磁气圈的防护。
美国宇航局的科学家最近的研究发现，磁泡不仅可以遮住太阳对我们的辐射，而且还可以发挥一种类似于太阳帆的作用，能够为宇宙飞船提供飞行动力。其实太阳风总是在吹动着地球的磁泡，但是对它来说很无奈的是，地球太大、太重了，不能轻易让磁泡把地球带跑。
那么我们可以展开联想，如果在一个比地球小得多的物体周围，比如宇宙飞船周围，也造一个这样的磁泡，会不会有什么激动人心的事情发生呢？它可不可以乘着太阳风的风力从一个行星飞向另一个行星？科学家们认为：完全可以。
他们正在做的研究，就是设法创造出一个磁泡，使太阳风吹动它前进。众所周知，太阳风是由膨胀速度达到每小时160万公里的带电粒子形成的，如果我们在飞船周围制造一个直径达30至60千米的磁泡，把它置入太阳风磁场中，强烈的太阳风就能吹动磁泡，推动宇宙飞船向前飞行。
一个15公里宽的磁泡，相对于地球的巨型磁泡而言，是个“微型磁泡”，它可以从太阳处感受到1-3牛顿大小的太阳风的风力，别看这个数字很小，要知道在太空中，这般大小的力，通过三个月时间的加速，就能使一个200公斤重的太空船从静止达到每秒80公里的速度！这个速度是个怎样的概念呢？每小时28.8万公里，以这个速度飞行，比目前的宇宙飞船快10倍！一个装备着磁泡系统的空间探测器如果从现在开始出发，就能够在2033年赶上并超过已在太空中飞行了109亿公里的“旅行者一号”宇宙飞船。
大体积，大动力
看来磁泡提供的动力的确不同凡响！第一个提出用小磁泡作为空间探测器推动力这一创意的，是华盛顿大学的文里教授，如今，他的这个“幻想”已经突破图纸阶段，进入了实验室。
磁泡的磁场是从一个直径为3厘米的螺线圈得到的，科学家给线圈通上5-30安培的电流，螺线圈的出口之处就会产生一个300高斯的磁场，大约比普通的电冰箱的磁场强三倍。
但这样的磁泡还是太小了，无法带动庞大的宇宙飞船。科学家立刻想到，要把磁泡做得大一些。他们怎么做的呢？答案似乎很容易想到——“吹泡泡”，只不过吹进的不是空气，而是在螺线圈附近注入等离子体。这种把等离子体吹入磁泡的创新赋予他们这项工程这样的名称：M2P2（微型磁泡等离子体推进工程）。
负责实验的科学家介绍说，其实地球的磁气圈同样也是由等离子体充胀起来的，但是它的等离子体密度没有M2P2泡泡这么大，相比之下，木星的磁泡更为接近M2P2的密度，因为木星等离子体的来源是木星上频繁爆发的火山。
从前，科学家也曾经设想利用太阳风的能量作为太空船的“免费动力”，但是当时主要考虑采用巨大的折叠式宇宙帆，宇宙帆太沉重了，而新发明M2P2系统只需要区区3公斤氦燃料就能维持飞船3个月的飞行。
当磁泡带着宇宙飞船开始翱翔后，要长时期维持磁泡的“生命”，还是需要一定的物质和能量。在太空中，它需要1千瓦功率的动力，并且每天燃烧一些氦作为其能量补充。不过，这些氦可以由飞船直接通过“拦截”太阳风而获得！也就是说，维持磁泡“生命”的物质和能量可以就地取材。
永远的推动力和健康的防护罩
虽然宇宙飞船得到的助推力并不大，可是它却是持续性地发挥效能，因此能使飞船不断加速，直至达到极限。达到了极限之后，M2P2还是个“恒力运载工具”，这是M2P2系统的另一个优势，即使你想驾乘着太空船远离太阳，磁泡也不会丢失冲击力。
这怎么可能呢？
施加在一个磁泡上的力取决于它的大小。大泡泡显然会“拦截”更多的太阳风，相比小泡泡而言，能给宇宙飞船带来更大的动力。当磁泡远离太阳飞行的时候，随着太阳风施加压力的骤然减小，磁泡的体积自然而然地增大，这个道理就如同孩子们在海平面上吹起来的气球到了高海拔、空气稀薄的地方就会膨胀一样。
越远离太阳，太阳风的风力就会减小，比如说，距离每增大一倍，太阳风产生的压力就会减少到原先的四分之一。远离了太阳，太阳风会减弱（精确地讲是每个单位的太阳风风力降低了），而与此同时，磁泡也随着变大了，这样一来，磁泡的增大倍数和太阳风风力降低的百分比是相等的。这两个效应正好完全抵消！看起来令人惊异，但这是事实，不管飞船在太阳附近，还是在太阳系外围，M2P2对飞船的推动力都会保持不变。
对于人类的旅行来说，M2P2最大的优势可能并不是“稳定的加速度”，或是“节能”，而是它优越的保险特性。就像地球的磁气圈保护我们在长期的太空飞行中，免受太阳辐射的侵害一样，M2P2磁泡也能成为阻挡宇宙射线和太阳耀斑的防护罩。
下一轮测试还在继续。正在进行的实验如此成功，让我们憧憬：总有一天，或许就在这个世纪，磁泡将会成为太空客车的最佳选择！