Zjistili to vědci z Tohoku University a Australian National University
V RF motorech s magnetickou tryskouten řídí a urychluje plazmu, což umožňuje kosmické lodi generovat tah. Technologie elektrického pohonu ukazuje velký potenciál pro zahájení nové éry vesmírného cestování. Další vývoj však brzdil takzvaný problém „separace plazmatu“, vysvětlují vědci.
Ilustrace fungování plazmového motoru s magnetickou tryskou. Obrázek: Kazunori Takahashi, Univerzita Tohoku
Protože magnetické siločáry jsou vždytvoří uzavřené smyčky, ty, které jsou uvnitř magnetických trysek, se nevyhnutelně vracejí do konstrukce motoru. Z tohoto důvodu musí být proud plazmy oddělen od magnetické trysky. Ionty s velkým poloměrem jsou snadno oddělitelné od magnetické trysky. Ale elektrony se svou malou hmotností a malým poloměrem jsou vázány na siločáry a vytvářejí elektrické pole, které stahuje ionty zpět a snižuje čistý tah na nulu.
Fyzici ve své práci podrobně analyzovalidata signálů hustoty plazmatu a kolísání elektrického pole. Zjistili, že spontánně excitované vlny způsobují transport magnetizovaných elektronů dovnitř v příčném směru k hlavní ose magnetického pole. Tento pohyb je užitečný pro separaci plazmatu, protože snižuje divergenci expandujícího plazmového paprsku.
Schematické znázornění pohybu elektronů v odděleném plazmatu. Obrázek: Kazunori Takahashi, Univerzita Tohoku
Plazmatická nestabilita, transportní vlastnostiplazma a ztráty způsobené vlnami a turbulencí byly hlavním problémem pro omezení plazmatu ve fúzních reaktorech, ale v tomto případě se ukázaly jako užitečné.
Náš objev je vzácný případ, kdyNestabilita plazmy má skutečně příznivý vliv na inženýrství. Naše výsledky poskytují nový pohled na roli nestability v plazmatu a pomohou při vývoji vysokofrekvenčních plazmových trysek s magnetickou tryskou.
Kazunori Takahashi, spoluautor studie na univerzitě Tohoku
Přečtěte si více:
Existuje věda v extrémních podmínkách? Odpovídáme v číslech
Yellowstonský supervulkán se ukázal být mnohonásobně nebezpečnější, než si vědci mysleli
Vejce bylo vypuštěno z vesmíru: podívejte se, co se s ním stalo