gov-civil-vilareal.ptFysikeren designer magnetisk trykkmotor som kan skyte oss til den røde planeten
>Med SpaceX som fortsetter testfasen for Starship og entusiasmen spredte seg for en faktisk besetningsflytur til Mars, ble et interessant magnetisk skyte rakettkonsept utarbeidet av fysiker Fatima Ebrahimi ved US Department of Energy (DOE) Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) kan gjøre oppdraget mye mer kostnadseffektivt.
Muligheten for sikre, bærekraftige fremdriftssystemer som vil utkonkurrere tradisjonelle kjemiskbaserte rakettmotorer på dype romfartsturer, ikke bare i vårt eget solsystem, men en dag kanskje til en fjern galakse utenfor Melkeveien, er først og fremst astrofysikerens sinn.
Ion-thrustere, som en gang var standard akselerasjonsmåte for fantasifulle sci-fi-forfattere og nå den foretrukne posisjoneringsmotoren for NASA-forskere og ingeniører i deres satellitter, kan ha større utholdenhet og er mye billigere å betjene, men genererer en liten mengde akselerasjon for akselerasjon formål. Dette er ikke akkurat et levedyktig alternativ for en tur til den røde planeten der hundrevis av tonn romskip flyttes over himmelen.
Ebrahimis Princeton -team har utviklet et nytt konsept som innebærer å bruke den samme grunnleggende kosmiske mekanismen som hjelper til med å skyve solfakkel utover fra solen vår. Disse voldelige utbruddene består av ladede atomer og partikler kjent som plasma, som er fengslet inne i intense magnetfelt. Funnene deres ble publisert på nettstedet for forskning, Journal of Plasma Physics .
For å utnytte denne dynamiske energien til et effektivt fremdriftssystem, er Ebrahimi rettet mot en type interaksjon som kalles magnetisk gjenkobling, hvor magnetfelt i høyt ladede plasmamiljøer automatisk omstrukturerer seg for å konvergere, skille og konvergere på nytt.
Konsekvensene av denne sykliske reaksjonen er et imponerende kraftverk av kinetisk energi, termisk energi og partikkelakselerasjon. Dette fenomenet er ikke begrenset til stjerner, men forekommer også i planetens atmosfære og Tokamak -fusjonsreaktorer, for eksempel PPPLs National Spherical Torus Experiment.
Denne innovative thrusteren produserer bevegelse ved å kaste ut både plasmapartikler og magnetbobler kjent som plasmoider, noe som øker kraften til fremdriften.
'Langdistanse reiser tar måneder eller år fordi den spesifikke impulsen til kjemiske rakettmotorer er veldig lav, så det tar lang tid å få fartøyet opp i fart,' Ebrahimi forklarer . 'Men hvis vi lager thrustere basert på magnetisk gjenkobling, kan vi tenke oss å fullføre langdistanseoppdrag på kortere tid. Mens andre thrustere krever tung gass, laget av atomer som xenon, kan du i dette konseptet bruke hvilken som helst gass du ønsker. '
Kreditt: Elle Starkman, PPPL Office of Communications og ITER
mac og devin går på videregående
En magnetisk thruster fungerer på en måte som moderne ionthrustere som blir stadig mer vanlige på en lang rekke sonder og romfartøyer. Disse opererer ved å lade en drivstoffbase som består av tunge atomer som xenon, og deretter introdusere et elektrisk felt og få dem til å akselerere. I Ebrahmis spennende konsept rekrutteres magnetfelt for akselerasjonsjobben.
Foreløpig indikerer datasimuleringer avledet fra PPPL -datamaskiner og National Energy Research Scientific Computing Center ved Lawrence Berkeley National Laboratory i Berkeley, California, at magnetiske rekonstruksjonspropeller teoretisk sett kan produsere eksoshastigheter ti ganger raskere enn noen elektriske fremdriftssystemer som brukes i dag.
Dette arbeidet ble inspirert av tidligere fusjonsarbeid, og dette er første gang plasmoider og ny tilkobling har blitt foreslått for romdrift, Ebrahimi la til . Det neste trinnet er å bygge en prototype!
