Η τέλεια ηλιακή καταιγίδα

Το πρωί της 1ης Σεπτεμβρίου του 1859, ερασιτέχνης αστρονόμος Richard Carrington ανέβηκε στο ιδιωτικό παρατηρητήριο του, στο κτήμα του έξω από το Λονδίνο. Μόλις άνοιξε το κλείστρο του θόλου για να αντικρίσει μπλε ουρανό, σημάδεψε το τηλεσκόπιο του προς τον ήλιο και άρχισε να σχεδιάζει ένα σύμπλεγμα με τεράστια σκοτεινά σημεία "φακίδες" επιφάνειά του. Ξαφνικά, ο Carrington εντόπισε κάτι που το περιγράφει ως «δύο τμήματα με έντονο λευκό φως" να εκρήγνυνται από τα σκοτεινά σημεία. Πέντε λεπτά αργότερα οι πύρινες σφαίρες εξαφανίστηκαν, αλλά μέσα σε λίγες ώρες ο αντίκτυπος τους έγινε αισθητός σε όλη την υδρόγειο.

Προστασία από ισχυρούς Ηλεκτρομαγνητικούς παλμούς

Μια ισχυρή ηλιακή καταιγίδα, μπορεί να προκαλέσει στον πλανήτη μας, έναν ισχυρό ηλεκτρομαγνητικό παλμό, αντίστοιχο μιας πυρηνικής εκρήξεως. Ο παλμός αυτός δύναται να καταστρέψει όλα τα ηλεκτρικά εξαρτήματα των ηλεκτρονικών συσκευών μας, όπως τηλέφωνα, ραδιόφωνα, GPS, υπολογιστές όλα όσα λειτουργούν με τη χρήση ηλεκτρικής ενέργειας. Μπορούμε να προστατευτούμε από αυτούς τους παλμούς με την κατασκευή ενός κλωβού Faraday.

 Τι είναι ο κλωβός Faraday;

Ένας κλωβός Faraday είναι ένα κουτί κατασκευασμένο από ένα αγώγιμο υλικό (χαλκό, αλουμίνιο) και δρα ως ασπίδα έναντι της ηλεκτρομαγνητικής ακτινοβολίας. Τα ηλεκτρομαγνητικά κύματα, θα κινηθούν γύρω από αυτό το αγώγιμο κουτί, αλλά όχι μέσα σε αυτό, προστατεύοντας έτσι τις πολύτιμες ηλεκτρικές συσκευές μας.

Ασπίδες πλάσματος από την Boeing

Μια τεχνολογία βγαλμένη από ταινίες επιστημονικής φαντασίας έρχεται από την Boeing. Ως μέσον προστασίας έναντι του ωστικού κύματος από εκρήξεις, μελλοντικά στρατιωτικά οχήματα και στόχοι υψηλής αξίας θα προστατεύονται από μια ασπίδα πλάσματος.

Πως θα λειτουργεί;

Ασπίδες πλάσματος

Τα ταξίδια στο διάστημα σύντομα θα είναι στην καθημερινότητά μας, όπως είναι και τα αεροπορικά ταξίδια. Υπάρχει όμως ένα πρόβλημα...

Το διάστημα δεν είναι κενό, είναι γεμάτο ακτινοβολία είτε από τον Ήλιο (Ηλιακές καταιγίδες) είτε εκτός του Ηλιακού μας συστήματος (κοσμική ακτινοβολία). Ένα διαστημικό σκάφος για να ταξιδέψει ακόμα και μέσα στο ηλιακό μας σύστημα θα πρέπει να είναι προστατευμένο από αυτού του τύπου τις ακτινοβολίες, σε αντίθετη περίπτωση οι αστροναύτες διατρέχουν θανάσιμο κίνδυνο.

Εδώ έρχεται μια επιστημονική ομάδα να προτείνει μια λύση. Επιστήμονες από το Rutherford Appleton Laboratory κατασκεύασαν σε εργαστήριο μια ασπίδα ενεργούς προστασίας από ιονισμένα σωματίδια (όπως είναι τα πρωτόνια που έρχονται από τον Ήλιο). 

Στην αρχική εικόνα του άρθρου φαίνεται η αρχή λειτουργίας αυτής της ασπίδας. Υψηλής ενέργειας ιόν (σωματίδιο από τον Ήλιο ηλεκτρικά φορτισμένο) έρχεται από αριστερά και αρχίζει να εκτρέπεται από το Ηλεκτρικό πεδίο ΕR (με τα κόκκινα βέλη). Το ηλεκτρικό πεδίο αυτό έχει ήδη δημιουργηθεί από το πλάσμα που έχει παγιδευθεί σε ένα ισχυρό μαγνητικό πεδίο που σχηματίζεται από το διαστημόπλοιο. 

Σύμφωνα με τους ερευνητές, το φυσικά συσσωρευμένο πλάσμα μπορεί να ενισχυθεί από την απελευθέρωση ήδη ιονισμένου αερίου από το σκάφος και μπορεί να το προστατέψει από εξαιρετικά ενεργά ηλεκτρικά φορτισμένα σωμάτια που έρχονται από τον Ήλιο. 

Πρακτικά, μια ασπίδα πλάσματος ικανή να προστατέψει το διαστημικό σκάφος από ηλιακές καταιγίδες. 

Είναι μια τεχνολογία, που σύντομα ελπίζουμε να την δούμε και στην πράξη, αλλοιώς δύσκολα θα πραγματοποιηθούν διαπλανητικά ταξίδια.

Πλάσμα η τέταρτη μορφή ύλης

Στα σχολικά μας χρόνια διδαχτήκαμε ότι η ύλη απαντάται σε τρείς μορφές: υγρή, στερεή και αέρια. Μόνο λίγοι από εμάς, οι οποίοι συνέχισαν τις σπουδές τους στο αντικείμενο της φυσικής, ανακάλυψαν ότι στην φύση υπάρχει και μια τέταρτη μορφή ύλης, με την οποία το σύμπαν είναι γεμάτο. Η τέταρτη αυτή μορφή ύλης ονομάζεται «πλάσμα». Σύμφωνα με επιστημονικές μελέτες, αυτή η «άγνωστη» μορφή ύλης αποτελεί το 99% του γνωστού σύμπαντος. Μπορούμε να δούμε αυτόν τον τύπο ύλης στην καθημερινότητά μας, στους λαμπτήρες φθορισμού, στις τηλεοράσεις πλάσματος, σε μερικούς τύπους φλόγας, σε παιχνίδια όπως είναι οι «μπάλες πλάσματος» ακόμα και ο ζωοδότης Ήλιος, δεν είναι τίποτα άλλο από μια τεράστια σφαίρα καυτού πλάσματος.

Σε αντίθεση με τα αέρια το πλάσμα είναι καλός αγωγός του ηλεκτρισμού. Λόγω των ηλεκτρικά φορτισμένων σωματιδίων που το απαρτίζουν, το πλάσμα συμπεριφέρεται διαφορετικά από ένα αέριο, για παράδειγμα όταν εφαρμόζονται σε αυτό ηλεκτρομαγνητικά πεδία. Έτσι ο όγκος και το σχήμα του καθορίζεται σημαντικά από εφαρμοζόμενα ηλεκτρικά και μαγνητικά πεδία (από τα οποία συνήθως και δημιουργείται).

Η παραγωγή πλάσματος με εφαρμογή ηλεκτρικού πεδίου έχει σημαντικές τεχνολογικές εφαρμογές, καθώς τεχνολογικές διεργασίες που μέχρι τώρα πραγματοποιούνταν με χρήση μη-ιονισμένων-αερίων σε πολύ υψηλές θερμοκρασίες μπορούν πλέον να γίνονται με χρήση πλάσματος σε χαμηλότερες θερμοκρασίες. Το οικονομικό όφελος είναι προφανές, καθώς δαπανάται λιγότερη ενέργεια. Επίσης, διεργασίες ανέφικτες με χρήση αερίων γίνονται τεχνικά δυνατές με χρήση πλάσματος