Сбор частиц солнечного ветра для атмосферной аккреции на Луне

Меня вдохновил недавно опубликованный вопрос об искусственной магнитосфере для защиты марсианской атмосферы во время и после терраформирования.

Магнитное поле Земли направляет солнечные частицы к полюсам, создавая полярные сияния, когда заряженные частицы попадают в атмосферу.

Подобная система, разработанная НАСА, может быть установлена ​​на поверхности Луны и защищать Луну от солнечного ветра. Я предполагаю, что, как и в случае с земным сиянием, система будет притягивать заряженные частицы к своим полюсам. Частицы с противоположными зарядами, движущиеся перпендикулярно магнитному полю, будут отклоняться в противоположных направлениях, поэтому правильное расположение пластин, собирающих заряды, имеет решающее значение.

Моя цель состоит в том, чтобы деионизировать частицы, чтобы они больше не были заряжены, а некоторые тяжелые элементы, такие как кислород и азот, связывались друг с другом, создавая более тяжелые неподвижные соединения, которые с меньшей вероятностью будут унесены солнечным ветром. В то же время заряженные частицы, попадающие на пластины (каждая с противоположным зарядом), будут генерировать электрический ток, поддерживающий работу этого устройства. Со временем тяжелые элементы, защищенные от солнечных ветров, сформируют атмосферу и дадут сырье.

Вот мои проверочные вопросы об этой настройке:

  • Является ли поток солнечных частиц простой смесью положительных и отрицательных зарядов, или он имеет особую структуру, которая позволяет разделять заряды и генерировать электричество?
  • достаточна ли плотность солнечного ветра для достаточно быстрой аккреции?
  • как только образуется атмосфера, пластины должны быть подняты над атмосферой, чтобы работать должным образом, но вместо этого мы можем переключиться на солнечную или ядерную энергию. Затем мы начинаем добывать материалы на Луне. Достаточно ли их на Луне?
  • Достаточно ли гравитации, чтобы удержать атмосферу, если проблема с солнечным ветром решена?
Я читал, что гелий-3 уже накапливается на Луне благодаря солнечному ветру. Таким образом, с этой схемой вы все равно улавливаете частицы солнечного ветра, собирая их на полюсах, но не даете ветру уносить атмосферу, которую вы накапливаете.

Ответы (1)

Несколько проблем с этой идеей.

1) Подавляющее большинство солнечного ветра состоит из электронов и протонов с небольшим количеством гелия, кислорода и других тяжелых элементов в зависимости от того, исходит ли солнечный ветер из корональных дыр или содержит солнечную вспышку/CME.

2) Частицы, приближающиеся к полюсам (через процесс реконнекта на дневной стороне, перенос хвоста, сжатие лепестка и воссоединение на ночной стороне), движутся не перпендикулярно магнитному полю, они движутся вдоль поля (параллельно), поэтому Единственная разница между заряженным движением - это гироорбита, которую вам будет трудно выделить осмысленным образом.

3) Северное сияние на самом деле вызвано пересоединением ночной стороны, высвобождающим большое количество накопленной энергии на полюсах. Это не непрерывный процесс, а происходит рывками. Кроме того, большинство заряженных частиц, попадающих на полюса, — это электроны, что еще больше ограничивает количество кислорода, которое вы сможете собрать.

В целом, даже при небольшом потреблении энергии разделения зарядов будет недостаточно, чтобы привести в действие такую ​​штуковину, как эта, только с полярным потоком. Вы также соберете очень небольшое количество кислорода и еще меньше из других элементов. Даже если вы удалите искусственную магнитосферу и соберете солнечный ветер напрямую, этого будет недостаточно для создания искусственной атмосферы.

Я искал информацию о том, как движутся частицы после того, как они покидают корону, но не нашел четкого ответа в Интернете. Частицы движутся вместе, а затем рекомбинируют протоны и электроны? Они двигаются вместе? В разных направлениях или в разных облаках частиц?
Все они движутся вместе. По сути, солнечный ветер представляет собой почти постоянный поток электронов и протонов (с небольшим количеством других элементов). Точный состав зависит от того, является ли это быстрым или медленным солнечным ветром (в зависимости от того, исходит он от корональных дыр или нет), а также изменяется солнечными вспышками и выбросами корональной массы (которые, по сути, представляют собой выброс огромного количества материи). . Электроны и протоны слишком энергичны, чтобы рекомбинировать.