Дари

Нова концепция за ракетен двигател използва процес, наблюдаващ се при слънчевите изригвания

Полетите до Марс с екипаж могат да станат реално осъществими благодарение на новата концепция за магнитен ракетен двигател за космическите кораби, използващ такива процеси от термоядрения синтез като магнитното повторно присъединяване и плазмоидите. Тя е разработена от Фатима Ебрахими, физик от Пристънската лаборатория по физика на плазмата, която е към Министерството на енергетиката на САЩ.

Едно от основните препятствия за покоряването на космоса е липсата на подходящи двигатели за космически кораби. Химическите силови агрегати придават сериозна тяга, но имат нисък относителен импулс, тоест изразходват много гориво за създаването на тяга.При електрическите ракетни двигатели е точно обратното, могат да осигуряват малка тяга в продължение на сравнително дълъг период с относително малък запас от гориво.

За далечни космически полети е нужен космически двигател, обединяващ преимуществата на двата типа двигатели, тоест способен да придава достатъчно тяга, изразходвайки ефективно горивото.

Именно това е достигнато в новата разработка. В нейната основа лежи явлението, съпровождащо слънчевите избухвания, наречено магнитно повторно присъединяване. В неговата същност стои процесът, при който силовите линии на различни магнитни полета в плазмата, събирайки се, бързо се престрояват. При това се отделя голямо количество кинетична и топлинна енергия, а заредените частици получават силно ускорение.

Магнитното повторно съединение се наблюдава не само при Слънцето, но близко до черни дупки, в земната атмосфера, а също така в термоядрените реактори от типа „токамак“, тоест може да се предизвиква изкуствено.

Създаването на силов агрегат на базата на магнитното повторно присъединяване ще доведе до възникването на йонизирани частици, които ще осигурят реактивна тяга. Аналогичен принцип се използва в съществуващите електрически йонни двигатели, само че в тях атомите на горивото, например ксенон, се йонизират и ускоряват от електростатично поле.

Компютърното моделиране е показало, че двигател с магнитно повторно присъединяване може да осигури 10 пъти по-голяма скорост на изтичане на плазмата, отколкото съвременните електрически йонни агрегати.

Това означава, че оборудваните с магнитни двигатели космически апарати ще могат много по-бързо да се ускоряват в безвъздушното пространство и съответно ще им е необходимо много по-малко време за преодоляване на космическите разстояния.

Три са основните разлики между концепцията на двигателя на Ебрахими и сега съществуващите.

Първата е, че промяната на силата на магнитните полета може да увеличи или намали количеството на тягата.

„Използвайки повече електромагнити и повече магнитни полета, на практика имате копче за фина настройка на скоростта“, обяснява Ебрахими.

Втората разлика е в това, че новият двигател предизвиква движение, изхвърляйки както плазмени частици, така и магнитни мехурчета, известни като плазмоиди. Плазмоидите добавят мощност към задвижването и никоя друга концепция на задвижващото устройство не ги включва.

Третата е, че за разлика от сегашните концепции за двигатели, разчитащи на електрически полета, магнитните полета в концепцията на Ебрахими позволяват на плазмата вътре в двигателя да бъде или от тежки, или от леки атоми. Тази гъвкавост позволява на учените да приспособят двигателя в зависимост от необходимата тяга за определена мисия.

„Докато другите двигатели се нуждаят от тежък газ, например ксенон, в тази концепция можете да използвате какъвто и да е вид газ, който искате, така че в определени случаи конструкторите могат да предпочетат леко и евтино гориво “, обяснява Ебрахими.

Ебрахими подчерта, че нейната концепция за космически магнитен двигател произтича директно от нейните изследвания в областта на термоядрената енергия.

„Тази концепция е вдъхновена от минали разработки по термоядрен синтез, като за първи път магнитното повторно присъединяване и плазмоидите се предлагат за космическо задвижване“- резюмира Ебрахими. -„Следващата стъпка е изграждането на прототип!“

3 2 votes
Article Rating
guest
1 Comment
oldest
newest most voted
Inline Feedbacks
View all comments
Димитър Шопов
Димитър Шопов
20 days ago

Изглежда много интересна идея откъде ще вземем обаче Ел енергия за толкова силни магнити полета.

Дари
1
0
Would love your thoughts, please comment.x
()
x