Odkryli to naukowcy z Uniwersytetu Tohoku i Australijskiego Uniwersytetu Narodowego
W silnikach RF z dyszą magnetycznąten ostatni kieruje i przyspiesza plazmę, umożliwiając statkom kosmicznym generowanie ciągu. Technologia napędu elektrycznego ma ogromny potencjał, aby zapoczątkować nową erę podróży kosmicznych. Jednak dalszy rozwój został zahamowany przez tzw. problem „separacji plazmy” – wyjaśniają naukowcy.
Ilustracja działania silnika plazmowego z dyszą magnetyczną. Zdjęcie: Kazunori Takahashi, Uniwersytet Tohoku
Ponieważ linie pola magnetycznego są zawszetworzą zamknięte pętle, te, które znajdują się wewnątrz dysz magnetycznych, nieuchronnie wracają do konstrukcji silnika. Z tego powodu strumień plazmy musi być oddzielony od dyszy magnetycznej. Jony o dużym promieniu łatwo odrywają się od dyszy magnetycznej. Ale elektrony, ze swoją małą masą i małym promieniem, są związane z liniami sił, tworząc pole elektryczne, które odciąga jony z powrotem i zmniejsza wypadkowy ciąg do zera.
W swojej pracy fizycy szczegółowo analizowalidane dotyczące sygnałów gęstości plazmy i fluktuacji pola elektrycznego. Odkryli, że spontanicznie wzbudzone fale powodowały transport namagnesowanych elektronów do wewnątrz w kierunku poprzecznym do głównej osi pola magnetycznego. Ten ruch jest przydatny do separacji plazmy, ponieważ zmniejsza rozbieżność rozszerzającej się wiązki plazmy.
Schematyczna ilustracja ruchu elektronów w oderwanej plazmie. Zdjęcie: Kazunori Takahashi, Uniwersytet Tohoku
Niestabilność plazmy, cechy transportoweplazma i straty spowodowane falami i turbulencjami były głównym problemem przy ograniczaniu plazmy w reaktorach termojądrowych, ale w tym przypadku okazały się przydatne.
Nasze odkrycie jest rzadkim przypadkiem, kiedyNiestabilność plazmy rzeczywiście ma korzystny wpływ na inżynierię. Nasze wyniki zapewniają nowy wgląd w rolę niestabilności w plazmie i pomogą w opracowaniu silników plazmowych RF z dyszą magnetyczną.
Kazunori Takahashi, współautor badania na Uniwersytecie Tohoku
Czytaj więcej:
Czy nauka istnieje w ekstremalnych warunkach? Odpowiadamy w liczbach
Superwulkan Yellowstone okazał się wielokrotnie bardziej niebezpieczny, niż sądzili naukowcy
Jajko zostało zrzucone z kosmosu: zobacz, co się z nim stało