用磁泡做引擎直飛外太空

以下是未來世界裡的一場對話：

「媽媽，我今天要去伽呢米德星（木星的一顆衛星）買東西，能給我咱家飛碟的鑰匙嗎？」

「當然可以了，孩子，但是要記得早點回來吃晚飯。還有，聽說今天會有場可怕的太陽耀斑，所以路上一定要小心啊！」

這位未來「空間」母親的擔心可不是杞人憂天，太空中的危險確實非常多，太陽耀斑就是比較常見、危害比較大的一種。但是，如果現在一個正在進行的新的科學實驗成功了，那麼未來的家長們就可以不再為孩子們去外星球活動的安全問題而擔憂了。到時候，每個家庭的飛碟都會裝備一個「節能」的磁泡，不僅能讓從一個行星到另一個行星之間的航行大大加速，還能阻擋住極強的太陽耀斑給我們帶來的侵襲。

用磁泡做引擎

實際上，太陽系裡的大多數行星「天生」已經具有這種「泡泡」了，它們的科學名字是「磁氣圈」。磁泡是一種環繞星球周圍，由磁場控制的空間領域。地球的磁氣圈是我們非常熟悉的地球磁場在空間的延伸，我們的地球坐落於這個泡泡的中心。地球的磁泡有多大？它的體積是地球的1000倍！可不能小看這個磁泡，正是它為我們阻擋太陽風帶來的傷害，還能避免我們受到致命的太陽耀斑的侵害。如果沒了它，地球可能會像火星或者月球一樣貧瘠，被各種輻射「燒」成不毛之地，因為月球和火星的世界就沒有磁氣圈的防護。

美國宇航局的科學家最近的研究發現，磁泡不僅可以遮住太陽對我們的輻射，而且還可以發揮一種類似於太陽帆的作用，能夠為宇宙飛船提供飛行動力。其實太陽風總是在吹動著地球的磁泡，但是對它來說很無奈的是，地球太大、太重了，不能輕易讓磁泡把地球帶跑。

那麼我們可以展開聯想，如果在一個比地球小得多的物體周圍，比如宇宙飛船周圍，也造一個這樣的磁泡，會不會有什麼激動人心的事情發生呢？它可不可以乘著太陽風的風力從一個行星飛向另一個行星？科學家們認為：完全可以。

他們正在做的研究，就是設法創造出一個磁泡，使太陽風吹動它前進。眾所周知，太陽風是由膨脹速度達到每小時160萬公裡的帶電粒子形成的，如果我們在飛船周圍製造一個直徑達30至60千米的磁泡，把它置入太陽風磁場中，強烈的太陽風就能吹動磁泡，推動宇宙飛船向前飛行。

一個15公裡寬的磁泡，相對於地球的巨型磁泡而言，是個「微型磁泡」，它可以從太陽處感受到1-3牛頓大小的太陽風的風力，別看這個數字很小，要知道在太空中，這般大小的力，通過三個月時間的加速，就能使一個200公斤重的太空船從靜止達到每秒80公裡的速度！這個速度是個怎樣的概念呢？每小時28.8萬公裡，以這個速度飛行，比目前的宇宙飛船快10倍！一個裝備著磁泡系統的空間探測器如果從現在開始出發，就能夠在2013年趕上並超過已在太空中飛行了109億公裡的「旅行者一號」宇宙飛船。

大體積，大動力

看來磁泡提供的動力的確不同凡響！第一個提出用小磁泡作為空間探測器推動力這一創意的，是華盛頓大學的文裡教授，如今，他的這個「幻想」已經突破圖紙階段，進入了實驗室。

磁泡的磁場是從一個直徑為3釐米的螺線圈得到的，科學家給線圈通上5-30安培的電流，螺線圈的出口之處就會產生一個300高斯的磁場，大約比普通的電冰箱的磁場強三倍。

但這樣的磁泡還是太小了，無法帶動龐大的宇宙飛船。科學家立刻想到，要把磁泡做得大一些。他們怎麼做的呢？答案似乎很容易想到——「吹泡泡」，只不過吹進的不是空氣，而是在螺線圈附近注入等離子體。這種把等離子體吹入磁泡的創新賦予他們這項工程這樣的名稱：M2P2（微型磁泡等離子體推進工程）。

負責實驗的科學家介紹說，其實地球的磁氣圈同樣也是由等離子體充脹起來的，但是它的等離子體密度沒有M2P2泡泡這麼大，相比之下，木星的磁泡更為接近M2P2的密度，因為木星等離子體的來源是木星上頻繁爆發的火山。

從前，科學家也曾經設想利用太陽風的能量作為太空船的「免費動力」，但是當時主要考慮採用巨大的摺疊式宇宙帆，宇宙帆太沉重了，而新發明M2P2系統只需要區區3公斤氦燃料就能維持飛船3個月的飛行。

當磁泡帶著宇宙飛船開始翱翔後，要長時期維持磁泡的「生命」，還是需要一定的物質和能量。在太空中，它需要1千瓦功率的動力，並且每天燃燒一些氦作為其能量補充。不過，這些氦可以由飛船直接通過「攔截」太陽風而獲得！也就是說，維持磁泡「生命」的物質和能量可以就地取材。

永遠的推動力和健康的防護罩

雖然宇宙飛船得到的助推力並不大，可是它卻是持續性地發揮效能，因此能使飛船不斷加速，直至達到極限。達到了極限之後，M2P2還是個「恆力運載工具」，這是M2P2系統的另一個優勢，即使你想駕乘著太空船遠離太陽，磁泡也不會丟失衝擊力。

這怎麼可能呢？

施加在一個磁泡上的力取決於它的大小。大泡泡顯然會「攔截」更多的太陽風，相比小泡泡而言，能給宇宙飛船帶來更大的動力。當磁泡遠離太陽飛行的時候，隨著太陽風施加壓力的驟然減小，磁泡的體積自然而然地增大，這個道理就如同孩子們在海平面上吹起來的氣球到了高海拔、空氣稀薄的地方就會膨脹一樣。

越遠離太陽，太陽風的風力就會減小，比如說，距離每增大一倍，太陽風產生的壓力就會減少到原先的四分之一。遠離了太陽，太陽風會減弱（精確地講是每個單位的太陽風風力降低了），而與此同時，磁泡也隨著變大了，這樣一來，磁泡的增大倍數和太陽風風力降低的百分比是相等的。這兩個效應正好完全抵消！看起來令人驚異，但這是事實，不管飛船在太陽附近，還是在太陽系外圍，M2P2對飛船的推動力都會保持不變。

對於人類的旅行來說，M2P2最大的優勢可能並不是「穩定的加速度」，或是「節能」，而是它優越的保險特性。就像地球的磁氣圈保護我們在長期的太空飛行中，免受太陽輻射的侵害一樣，M2P2磁泡也能成為阻擋宇宙射線和太陽耀斑的防護罩。

下一輪測試還在繼續。正在進行的實驗如此成功，讓我們憧憬：總有一天，或許就在這個世紀，磁泡將會成為太空客車的最佳選擇！