Tohokun yliopiston ja Australian kansallisen yliopiston tutkijat havaitsivat tämän
RF-moottoreissa magneettisuuttimellajälkimmäinen ohjaa ja kiihdyttää plasmaa, jolloin avaruusalukset voivat tuottaa työntövoimaa. Sähkökäyttöinen propulsiotekniikka näyttää suuren potentiaalin aloittaa uusi avaruusmatkailun aikakausi. Jatkokehitystä esti kuitenkin niin kutsuttu "plasmaerottelu"-ongelma, tutkijat selittävät.
Kuva plasmamoottorin toiminnasta magneettisuuttimella. Kuva: Kazunori Takahashi, Tohokun yliopisto
Koska magneettikenttäviivat ovat ainamuodostavat suljettuja silmukoita, magneettisuuttimien sisällä olevat palavat väistämättä moottorin suunnitteluun. Tästä syystä plasmavirtaus on erotettava magneettisuuttimesta. Suuren säteen omaavat ionit irtoavat helposti magneettisuuttimesta. Mutta elektronit, joilla on pieni massa ja pieni säde, on sidottu voimalinjoihin, mikä luo sähkökentän, joka vetää ionit takaisin ja vähentää nettotyöntövoiman nollaan.
Fyysikot analysoivat työssään yksityiskohtaisestitiedot plasman tiheyssignaaleista ja sähkökentän vaihteluista. He havaitsivat, että spontaanisti virittyneet aallot aiheuttivat magnetoituneiden elektronien kuljetuksen sisäänpäin poikittaissuunnassa magneettikentän pääakseliin. Tämä liike on hyödyllinen plasman erotuksessa, koska se vähentää laajenevan plasmasäteen hajoamista.
Kaaviokuva elektronien liikkeestä irrotetussa plasmassa. Kuva: Kazunori Takahashi, Tohokun yliopisto
Plasman epävakaus, kuljetusominaisuudetplasma ja aalloista ja turbulenssista johtuvat häviöt ovat olleet suuri ongelma plasman sulkemisessa fuusioreaktoreihin, mutta tässä tapauksessa ne osoittautuivat hyödyllisiksi.
Löytömme on harvinainen tapaus, kunPlasman epästabiiliudella on todellakin myönteinen vaikutus suunnitteluun. Tuloksemme antavat uuden käsityksen plasman epävakauden roolista ja auttavat kehittämään magneettisuuttimella varustettuja RF-plasmapotkurit.
Kazunori Takahashi, tutkimuksen toinen kirjoittaja Tohokun yliopistosta
Lue lisää:
Onko tiedettä olemassa äärimmäisissä olosuhteissa? Vastaamme numeroin
Yellowstonen supertulivuori osoittautui monta kertaa vaarallisemmaksi kuin tiedemiehet uskoivat
Muna pudotettiin avaruudesta: katso mitä sille tapahtui