Ученый предположил, что новый тип ракетного двигателя, который копирует механизм солнечной вспышки, может переносить людей и за пределы нашей Солнечной системы.
Концепция была предложена Фатима Эбрахими, главный научный сотрудник Принстонской лаборатории физики плазмы (PPPL) в Нью-Джерси. Двигатель будет посылать магнитные поля из задней части ракеты, чтобы продвигать ее вперед. В настоящее время плазменные двигатели, испытываемые в космосе для перемещения частиц, полагаются на электрические поля.
Как солнечная вспышка
Новая концепция будет ускорять частицы с помощью магнитное пересоединение (процесс, наблюдаемый во всей Вселенной, включая поверхность Солнца, где он вызывает явление солнечной вспышки). В этом процессе силовые линии магнитного поля сходятся, внезапно расходятся, а затем снова сливаются, генерируя много энергии. Воссоединение – это принцип, который также имеет место внутри токамак ядерные термоядерные реакторы в настоящее время находится на стадии изучения.
«Я работал над этим проектом некоторое время», — говорит Эбрахими, автор статьи, подробно описывающей эту идею в Журнал физики плазмы.
«Идея пришла мне в голову в 2017 году, когда я сидел на мосту и размышлял о сходстве между автомобильными выхлопами и высокоскоростными частицами выхлопных газов, созданными в ходе Национального эксперимента по сферическому тору (NSTX) PPPL».
Во время работы этот токамак производит магнитные пузыри, называемые плазмоидами, которые движутся со скоростью около 20 километров в секунду — что-то очень похожее на приятный толчок.
Быстрее, чем когда-либо
Современные плазменные двигатели, использующие электрические поля для приведения в движение частиц, могут генерировать только низкий удельный импульс. Компьютерное моделирование показало, что новая концепция плазменной трансмиссии может генерировать выхлопные газы со скоростью сотни километров в секунду. в 10 раз быстрее, чем у других двигателей.
«Эта скорость космического корабля может сделать внешние планеты доступными для астронавтов».
Путешествие на дальние расстояния занимает месяцы или годы, поскольку удельный импульс химических ракетных двигателей очень мал, поэтому аппарату требуется некоторое время, чтобы набрать скорость. Двигатели «солнечной вспышки», основанные на магнитном пересоединении, предположительно могли бы выполнять миссии на большие расстояния за гораздо меньшее время.
Ракета «Солнечная вспышка», полностью инновационная концепция
Между концепцией трансмиссии Ebrahimi и другими устройствами есть три основных отличия. Первый заключается в том, что, изменяя силу магнитных полей, вы можете увеличить или уменьшить величину тяги. Во-вторых, новый двигатель создает движение, выбрасывая как плазму, так и плазмоидные частицы, добавляя мощность движителю. В конце концовВ отличие от концепций двигателей с электрическим полем, магнитные поля в ракете Эбрахими, которые имитируют механизмы солнечной вспышки, позволяют плазме состоять из тяжелых или легких атомов.
В то время как другие двигатели требуют тяжелого газа, состоящего из атомов, таких как ксенон, ученые могут в некоторых случаях предпочесть легкий газ, потому что более мелкие атомы могут двигаться быстрее.
Эта ракета типа солнечной вспышки родилась непосредственно в результате исследований в области термоядерной энергии. Будущие реакторы, такие как ИТЭР, еще не начали придавать нам энергию и уже вдохновляют на революционные технологии в других областях, таких как исследование космоса.
