gov-civil-vilareal.ptFyzik navrhuje magnetický ťahový motor, ktorý by nás mohol raketovo dopraviť na Červenú planétu
>Keďže SpaceX pokračuje v testovacej fáze pre Starship a šíri sa nadšenie pre skutočný let posádky na Mars, zaujímavý koncept magnetickej ťahovej rakety, ktorý navrhla fyzik Fatima Ebrahimi z amerického ministerstva energetiky (DOE) Laboratórium fyziky plazmy Princeton (PPPL) môže misiu výrazne zefektívniť z hľadiska nákladov.
Realizovateľnosť bezpečných a udržateľných pohonných systémov, ktoré budú na vesmírnych plavbách prekonávať tradičné raketové motory na chemickej báze, a to nielen v našej vlastnej slnečnej sústave, ale niekedy možno aj vo vzdialenej galaxii mimo Mliečnej dráhy, je predovšetkým v mysliach astrofyzikov.
Iónové trysky, kedysi štandardný spôsob akcelerácie pre imaginatívnych autorov sci-fi a teraz preferovaný polohovací motor pre vedcov a inžinierov NASA v ich satelitoch, môžu mať väčšiu výdrž a ich prevádzka je oveľa lacnejšia, ale na zrýchlenie generujú nepatrné množstvo ťahu. účely. Nie je to práve životaschopná možnosť na výlet na Červenú planétu, kde sa po nebesiach presúvajú stovky ton kozmických lodí.
Ebrahimiho tím z Princetonu vyvinul nový koncept, ktorý zahŕňa využitie rovnakého základného kozmického mechanizmu, ktorý pomáha odrážať slnečné erupcie von z nášho Slnka. Tieto násilné erupcie pozostávajú z nabitých atómov a častíc známych ako plazma, ktoré sú uväznené vo vnútri intenzívnych magnetických polí. Ich zistenia boli zverejnené na webe online výskumu, Časopis fyziky plazmy .
Aby sa táto dynamická energia využila na účinný pohonný systém, Ebrahimi sa zameriava na typ interakcie nazývanej magnetické opätovné pripojenie, kde sa magnetické polia vo vysoko nabitých plazmových prostrediach automaticky reštrukturalizujú, aby sa zbiehali, oddeľovali a znova konvergovali.
Dôsledky tejto cyklickej reakcie sú pôsobivou silou kinetickej energie, tepelnej energie a akcelerácie častíc. Tento jav sa neobmedzuje iba na hviezdy, ale vyskytuje sa aj v atmosfére našej planéty a fúznych reaktoroch Tokamak, ako je napríklad národný experiment s sférickým torusom PPPL.
Táto inovatívna tryska produkuje pohyb vypúšťaním častíc plazmy a magnetických bublín známych ako plazmoidy, ktoré zvyšujú výkon pohonu.
'Cestovanie na dlhé vzdialenosti trvá mesiace alebo roky, pretože špecifický impulz chemických raketových motorov je veľmi nízky, takže plavidlu chvíľu trvá, kým sa dostane do rýchlosti,' Ebrahimi vysvetľuje . 'Ale ak vyrobíme trysky na základe magnetického opätovného pripojenia, potom by sme podľa predstavy mohli dokončiť diaľkové misie v kratšom časovom období.' Zatiaľ čo iné propulzné motory vyžadujú ťažký plyn vyrobený z atómov ako xenón, v tomto koncepte môžete použiť akýkoľvek typ plynu, ktorý chcete. “
Kredit: Elle Starkman, PPPL Office of Communications a ITER
Magnetický propulzor funguje ako moderné iónové trysky, ktoré sú stále bežnejšie v širokom spektre sond a kozmických lodí. Fungujú tak, že sa nabije hnacia báza tvorená ťažkými atómami, ako je xenón, potom sa zavedie elektrické pole a spôsobí ich zrýchlenie. V zaujímavom koncepte Ebrahmiho sa magnetické polia prijímajú na akceleráciu.
V súčasnej dobe počítačové simulácie odvodené z počítačov PPPL a Národného vedeckého výpočtového centra pre energetický výskum v Národnom laboratóriu Lawrence Berkeley v Berkeley v Kalifornii naznačujú, že trysky s magnetickým opätovným pripojením môžu teoreticky vyrábať rýchlosti výfukových plynov desaťkrát rýchlejšie než akékoľvek dnes používané systémy elektrického pohonu.
Táto práca bola inšpirovaná predchádzajúcou fúziou a je to vôbec prvýkrát, čo boli plazmidy a opätovné pripojenie navrhnuté na vesmírny pohon, Dodal Ebrahimi . Ďalším krokom je stavba prototypu!
