Forskare från Tohoku University och Australian National University fann det
I RF-motorer med magnetmunstyckeden senare styr och accelererar plasman, vilket gör att rymdfarkoster kan generera dragkraft. Elektrisk framdrivningsteknik visar stor potential för att inleda en ny era av rymdresor. Den fortsatta utvecklingen hindrades dock av det så kallade "plasmaseparationsproblemet", förklarar forskarna.
En illustration av driften av en plasmamotor med ett magnetiskt munstycke. Bild: Kazunori Takahashi, Tohoku University
Eftersom magnetfältslinjerna alltid ärbildar slutna slingor, de som finns inuti de magnetiska munstyckena återgår oundvikligen till motorns design. Av denna anledning måste plasmaflödet separeras från det magnetiska munstycket. Joner med stor radie kan lätt lossas från det magnetiska munstycket. Men elektroner, med sin lilla massa och lilla radie, är bundna till kraftlinjerna, vilket skapar ett elektriskt fält som drar jonerna tillbaka och minskar nettodragkraften till noll.
I sitt arbete analyserade fysiker detaljeratdata för plasmadensitetssignaler och elektriska fältfluktuationer. De fann att spontant exciterade vågor orsakade transporten av magnetiserade elektroner inåt i tvärriktningen mot magnetfältets huvudaxel. Denna rörelse är användbar för plasmaseparation, eftersom den minskar divergensen hos den expanderande plasmastrålen.
Schematisk illustration av rörelsen av elektroner i en fristående plasma. Bild: Kazunori Takahashi, Tohoku University
Plasmainstabilitet, transportfunktionerplasma och förluster på grund av vågor och turbulens har varit ett stort problem för att begränsa plasma i fusionsreaktorer, men i det här fallet visade de sig vara användbara.
Vår upptäckt är ett sällsynt fall närPlasmainstabilitet har verkligen en gynnsam effekt på tekniken. Våra resultat ger en ny insikt om instabilitetens roll i plasma och kommer att hjälpa till vid utvecklingen av RF-plasmapropeller med magnetiskt munstycke.
Kazunori Takahashi, studiemedförfattare vid Tohoku University
Läs mer:
Finns vetenskap under extrema förhållanden? Vi svarar i siffror
Supervulkanen Yellowstone visade sig vara många gånger farligare än forskarna trodde
Ägget tappades från rymden: se vad som hände med det