最近幾年殖民火星計劃十分火熱。但實際上火星跟地球不一樣，它需要許多人工建設配置來建成適合人類生存的環境。比如宇宙射線對人類的輻射影響非常大，而火星沒有天然幾何磁場來保護人類不受射線影響。

模擬靜磁場可以保護火星上的殖民者免受宇宙射線的傷害。圖像具有火山口墻壁和地板（棕色線），主屏蔽電纜（紅線），東火山口墻上的返回電流（藍線）和火山口墻外的返回電流（紫色線）。白色區域的屏蔽低于人體安全限值。火山口地板上的彩色區域為容納移民者的棲息地。

基于達成移民火星的愿景，工程師們模擬了一個使用靜磁場創建的人造磁場，它的行為就像舊的USS Enterprise上的偏轉器一樣，創造了一個能量場，可以使棲息地周圍的危險粒子發生偏轉。

設計火星殖民地磁力宇宙宇宙射線盾

科學家們假設該盾牌用來保護火星的奧馬哈隕石坑，其直徑為9公里（5.6英里），深度為2公里（1.2英里）。對于這樣大小的隕石坑，盾牌的功率要求為80kW（107馬力），與小型車大致相同。

奧馬哈隕石坑與北/南中心線的船員設施合照。火山口東西邊緣附近設置的屏蔽設施太弱了。

有些人建議可以暫時利用隱藏在地下的洞穴來躲避輻射傷害。也有其他的聲音反應可以建立一個人工湖來防御火山口附近的輻射。但這些都不是長久之計，也無法從源頭抵抗宇宙輻射傷害。

從理論上講，靜磁場可以保護移民者，并可以擴大規模以保護較大的人類棲息地。而在未來通過移動運輸設備，有一天可能會看到這種類型的保護，使得任務遠遠超出棲息地的保護范圍。

也許你會有疑問，為什么不使用靜電來設計防護罩？

因為它不適用于火星大氣層。大氣的電導率太高，無法形成有用的靜電屏蔽電位。它比地球的大氣電導率高兩個數量級，如果在火星上持續地放電，這會妨礙工作人員的操作。

靜磁盾可能會偏轉所有太陽風暴質子，幾乎所有的太陽耀斑質子和超過一半的銀河宇宙射線（GCR）質子。該設計采用現有技術，包括超導電力線，超導電磁鐵和碳納米管電纜。

屏蔽電纜（左）和建議的電力線布線

導流板的屏蔽是使用5個高溫超導單極電源線產生的，其電流為24.8MA。所以，它還不是一個星際迷航的導流板。這些主屏蔽電纜間距為1.25km（0.78英里），比預沖擊表面高500m（1640英尺）。中央電纜是一束100kA導體，最大直流電流為6.4MA。使用懸掛在火山口地面上方1公里（0.62英里）處的線路將電流返回到主電纜。

模擬仿真表明，盾牌對于1GeV的質子有效，對于屏蔽電纜垂直間隔的每100米（328英尺）減少，屏蔽效能降低約100MeV。

然后將所有這些電纜接地并通過固定在火山口邊緣和壁上的鎳/鐵塔懸掛。科學家們還使用近100公里（62英里）的制冷電纜進行冷藏。

陸地制冷需求大約為1 W/m，極度寒冷的火星環境減輕了制冷需求，因此功率需求可能在30到80千瓦之間。

火星群體宇宙射線偏轉器的模擬結果

科學家們使用帶有粒子跟蹤的三維靜磁有限元建模來模擬其設計。由于大約90％的電離宇宙射線是質子，因此模擬側重于這種性質的粒子。

模擬假設質子垂直朝向屏蔽，因為它們最難偏轉，因為它們在屏蔽內具有最短的停留時間。然而，為了驗證這一假設，進行了模擬，證實了以低角度撞擊護罩的質子很容易被偏轉。

在頂視圖和透視圖中都給出了模擬結果，以評估屏蔽上垂直注入的500-MeV和1-GeV質子的屏蔽。結果表明，幾乎所有500-MeV質子和超過一半的1-GeV質子都被偏轉。

質子（白線）垂直跟蹤，火山口由紅線表示（ 僅限頂部圖像）。結果表明，幾乎所有500 - MeV質子都被偏轉，而1 - GeV質子中有一半以上分別在模擬中偏轉

質子（黑線）垂直跟蹤，火山口由紅線表示（僅限頂部圖像）

結果表明，幾乎所有500 - MeV質子都被偏轉，而1 - GeV質子的一半以上分別在模擬中被偏轉

這些結果轉化為幾乎所有太陽耀斑質子和超過一半的GCR質子的偏轉。科學家宣稱這個人造地磁場超過了地球自然地磁場的性能。