وجد باحثون من جامعة توهوكو والجامعة الوطنية الأسترالية أن
في محركات الترددات اللاسلكية بفوهة مغناطيسيةهذا الأخير يوجه البلازما ويسرعها ، مما يسمح للمركبة الفضائية بتوليد الدفع. تُظهر تقنية الدفع الكهربائي إمكانات كبيرة للدخول في عصر جديد من السفر إلى الفضاء. ومع ذلك ، أوضح العلماء أن المزيد من التطور أعاقه ما يسمى بمشكلة "فصل البلازما".
رسم توضيحي لعمل محرك بلازما بفوهة مغناطيسية. الصورة: كازونوري تاكاهاشي ، جامعة توهوكو
منذ خطوط المجال المغناطيسي دائماتشكل حلقات مغلقة ، تلك الموجودة داخل الفتحات المغناطيسية تعود حتمًا إلى تصميم المحرك. لهذا السبب ، يجب فصل تدفق البلازما عن الفوهة المغناطيسية. يمكن فصل الأيونات ذات نصف القطر الكبير بسهولة عن الفوهة المغناطيسية. لكن الإلكترونات ، بكتلتها الصغيرة ونصف قطرها الصغير ، مرتبطة بخطوط القوة ، مما يخلق مجالًا كهربائيًا يسحب الأيونات للخلف ويقلل صافي الدفع إلى الصفر.
في عملهم ، حلل علماء الفيزياء بالتفصيلبيانات إشارات كثافة البلازما وتقلبات المجال الكهربائي. ووجدوا أن الموجات المثارة تلقائيًا تسببت في نقل الإلكترونات الممغنطة إلى الداخل في اتجاه عرضي إلى المحور الرئيسي للحقل المغناطيسي. هذه الحركة مفيدة لفصل البلازما ، لأنها تقلل من تباعد شعاع البلازما المتوسع.
توضيح تخطيطي لحركة الإلكترونات في بلازما منفصلة. الصورة: كازونوري تاكاهاشي ، جامعة توهوكو
عدم استقرار البلازما ، ميزات النقلكانت البلازما والخسائر الناتجة عن الموجات والاضطرابات مشكلة رئيسية لحصر البلازما في مفاعلات الاندماج ، ولكن في هذه الحالة أثبتت فائدتها.
اكتشافنا هو حالة نادرة عندماإن عدم استقرار البلازما له بالفعل تأثير مفيد على الهندسة. تقدم نتائجنا نظرة ثاقبة جديدة لدور عدم الاستقرار في البلازما وستساعد في تطوير دافعات البلازما RF بفوهة مغناطيسية.
كازونوري تاكاهاشي ، مؤلف مشارك في الدراسة بجامعة توهوكو
قراءة المزيد:
هل العلم موجود في ظروف قاسية؟ نجيب بالأرقام
تبين أن بركان يلوستون العملاق أكثر خطورة بكثير مما اعتقد العلماء
تم إسقاط البيضة من الفضاء: انظر ماذا حدث لها