Helikonski reaktor u radu. Kreditna slika: ESA Klikni za veću sliku
ESA je potvrdio načelo novog svemirskog pokretača koji u konačnici može dati puno više potiska nego danas električne tehnike pogona. Koncept je genijalan, inspiriran sjevernom i južnom aurorom, sjaji na nebu koji signaliziraju pojačanu solarnu aktivnost.
Koncept iskorištava prirodni fenomen za koji vidimo da se odvija u svemiru? kaže dr. Roger Walker iz ESA-inog tima za napredne koncepte. "Kad solarni vjetar, plazma? elektrificiranog plina koji oslobađa Sunce, pogodi magnetsko polje Zemlje, stvara granicu koja se sastoji od dva sloja plazme. Svaki sloj ima različita električna svojstva i to može ubrzati neke čestice solarnog vjetra preko granice, uzrokujući da se sudaraju sa Zemljinom atmosferom i stvore auroru. "
U osnovi, dvoslojni plazma je elektrostatički ekvivalent vodopada. Kao što molekule vode skupljaju energiju kada padaju između dviju različitih visina, tako i čestice električno nabijene skupljaju energiju dok putuju kroz slojeve različitih električnih svojstava.
Istraživači Christine Charles i Rod Boswell na Australijskom nacionalnom sveučilištu u Canberri, prvi su put stvorili dvostruke slojeve plazme u svom laboratoriju 2003. godine i shvatili da njihova ubrzavajuća svojstva mogu omogućiti nove potisnike svemirske letjelice. To je dovelo grupu do razvoja prototipa zvanog Helicon dvoslojni potisnik.
Nova studija ESA, izvedena u sklopu programa ESA-e Ariadna akademskog istraživanja u suradnji s Ecole Polytechnique iz Pariza, potvrđuje australske nalaze pokazujući da bi se pod pažljivo kontroliranim uvjetima dvostruki sloj mogao formirati i ostati stabilan, omogućujući konstantno ubrzanje nabijenih čestica u snopu. Studija je također potvrdila da se mogu stvoriti stabilni dvostruki slojevi pomoću različitih pogonskih smjesa.
? Suradnja je bila apsolutno izvrsna, kaže dr. Pascal Chabert, Laboratoire de Physique et Technologie des Plasmas, Ecole Polytechnique. "Za mene je to bio pravi početak i dao mi je puno novih ideja za koncepte pogona plazme koje bih istraživao s Timom za napredne koncepte. Novi smjer za naš laboratorij doveo je do patenta na novi obećavajući električni pogonski uređaj zvan Elektronegativni potisnik plazme.
Kako bi stvorili dvostruki sloj, Chabert i njegovi kolege stvorili su šuplju cijev oko koje je bila namotana radio-antena. Gas argona kontinuirano se pumpao u cijev, a antena je prenosila helikoidne radio valove od 13 megaherca. To je ioniziralo argon stvarajući plazmu. Divergentno magnetsko polje na kraju epruvete zatim je prisililo plazmu da napusti cijev da se širi. To je omogućilo da se formiraju dvije različite plazme, uzvodno unutar cijevi i nizvodno, i tako je stvoren dvostruki sloj na njihovoj granici. To je ubrzalo daljnju argonovu plazmu iz cijevi u nadzvučni snop, stvarajući potisak.
Proračuni sugeriraju da bi helikonski dvoslojni potisnik zauzimao malo više prostora nego glavni električni potisnik u misiji ESA? SMART-1, ali ipak bi mogao pružiti mnogostruko više potiska pri većim snagama do 100 kW, istovremeno dajući slično efikasnost goriva.
U slijedećim koracima ESA će sada izgraditi detaljnu računalnu simulaciju plazme u i oko potisnika i koristiti laboratorijske rezultate da provjeri njegovu točnost kako bi se u potpunosti mogla procijeniti učinkovitost u svemiru i biti veći eksperimentalni potisnici velike snage. istraženo u budućnosti.
Izvorni izvor: ESA Portal
