A Tohoku Egyetem és az Ausztrál Nemzeti Egyetem kutatói megállapították, hogy
Mágneses fúvókával rendelkező RF motorokbanez utóbbi irányítja és felgyorsítja a plazmát, lehetővé téve az űrhajók számára, hogy tolóerőt generáljanak. Az elektromos meghajtási technológia nagy lehetőségeket rejt magában az űrutazás új korszakának beindításában. A további fejlődést azonban hátráltatta az úgynevezett „plazmaszeparációs” probléma – magyarázzák a tudósok.
Egy mágneses fúvókával ellátott plazmamotor működésének illusztrációja. Kép: Kazunori Takahashi, Tohoku Egyetem
Mivel a mágneses erővonalak mindigzárt hurkokat alkotnak, a mágneses fúvókák belsejében lévők elkerülhetetlenül visszatérnek a motor kialakításához. Emiatt a plazmaáramlást el kell választani a mágneses fúvókától. A nagy sugarú ionok könnyen leválaszthatók a mágneses fúvókáról. De az elektronok kis tömegükkel és kis sugarukkal az erővonalakhoz kötődnek, és olyan elektromos mezőt hoznak létre, amely visszahúzza az ionokat, és nullára csökkenti a nettó tolóerőt.
Munkájukban a fizikusok részletesen elemeztékplazmasűrűség jelek és elektromos téringadozások adatai. Azt találták, hogy a spontán gerjesztett hullámok a mágnesezett elektronok transzverzális befelé irányuló transzportját okozták a mágneses tér fő tengelye felé. Ez a mozgás hasznos a plazma elválasztáshoz, mivel csökkenti a táguló plazmasugár divergenciáját.
Az elektronok mozgásának sematikus ábrázolása levált plazmában. Kép: Kazunori Takahashi, Tohoku Egyetem
Plazma instabilitás, szállítási jellemzőkA plazma, valamint a hullámok és turbulencia okozta veszteségek nagy problémát jelentettek a plazma fúziós reaktorokba zárásakor, de ebben az esetben hasznosnak bizonyultak.
Felfedezésünk ritka eset, amikorA plazma instabilitása valóban jótékony hatással van a tervezésre. Eredményeink új betekintést nyújtanak a plazma instabilitásának szerepébe, és segítséget nyújtanak a mágneses fúvókával ellátott RF plazma tolóerők fejlesztésében.
Kazunori Takahashi, a tanulmány társszerzője a Tohoku Egyetemen
Olvass tovább:
Létezik a tudomány extrém körülmények között? Számokban válaszolunk
A Yellowstone-i szupervulkán sokszor veszélyesebbnek bizonyult, mint azt a tudósok gondolták
A tojást leejtették az űrből: nézd, mi történt vele