Изследователи от университета Тохоку и Австралийския национален университет установиха, че
В RF двигатели с магнитна дюзапоследният насочва и ускорява плазмата, позволявайки на космическите кораби да генерират тяга. Технологията за електрическо задвижване показва голям потенциал за въвеждане на нова ера в космическите пътувания. По-нататъшното развитие обаче беше възпрепятствано от така наречения проблем с „разделянето на плазмата“, обясняват учените.
Илюстрация на работата на плазмен двигател с магнитна дюза. Изображение: Казунори Такахаши, Университет Тохоку
Тъй като линиите на магнитното поле са винагиобразуват затворени контури, тези, които са вътре в магнитните дюзи, неизбежно се връщат към дизайна на двигателя. Поради тази причина плазменият поток трябва да бъде отделен от магнитната дюза. Йони с голям радиус лесно се отделят от магнитната дюза. Но електроните, с тяхната малка маса и малък радиус, са свързани със силовите линии, създавайки електрическо поле, което дърпа йоните назад и намалява нетната тяга до нула.
В своята работа физиците анализираха подробноданни за сигнали за плътност на плазмата и флуктуации на електрическото поле. Те откриха, че спонтанно възбудените вълни причиняват транспортирането на магнетизирани електрони навътре в напречна посока към главната ос на магнитното поле. Това движение е полезно за разделянето на плазмата, тъй като намалява дивергенцията на разширяващия се плазмен лъч.
Схематична илюстрация на движението на електрони в отделена плазма. Изображение: Казунори Такахаши, Университет Тохоку
Нестабилност на плазмата, транспортни характеристикиплазмата и загубите, дължащи се на вълни и турбуленция, са били основен проблем за ограничаване на плазмата в термоядрените реактори, но в този случай те се оказаха полезни.
Нашето откритие е рядък случай, когатоПлазмената нестабилност наистина има благоприятен ефект върху инженерството. Нашите резултати предоставят нов поглед върху ролята на нестабилността в плазмата и ще помогнат при разработването на RF плазмени тласкачи с магнитна дюза.
Казунори Такахаши, съавтор на изследването в университета Тохоку
Прочетете още:
Съществува ли науката в екстремни условия? Отговаряме в цифри
Супервулканът Йелоустоун се оказа в пъти по-опасен, отколкото предполагаха учените
Яйцето беше изпуснато от космоса: вижте какво се случи с него