Геліконовий реактор в роботі. Кредит зображення: ESA Натисніть, щоб збільшити
ESA підтвердила принцип нового космічного тяги, який, в кінцевому рахунку, може дати набагато більше тяги, ніж сьогоднішні технології електроприводу. Концепція є геніальною, натхненною північною та південною полярними сяйвами, сяйвами на небі, що сигналізують про посилення сонячної активності.
«По суті, концепція використовує природне явище, яке ми бачимо, що відбувається в космосі» говорить д-р Роджер Уокер з Команди просунутих концепцій ESA. "Коли сонячний вітер, плазма? електрифікованого газу, що виділяється Сонцем, потрапляє в магнітне поле Землі, він створює межу, що складається з двох плазмових шарів. Кожен шар має різні електричні властивості, і це може прискорити частинки сонячного вітру через межу, змусивши їх зіткнутися з атмосферою Землі та створити полярну атмосферу ».
По суті, плазмовий подвійний шар є електростатичним еквівалентом водоспаду. Подібно до того, як молекули води набирають енергію, коли вони падають між двома різними висотами, так електрично заряджені частинки забирають енергію, переходячи через шари різних електричних властивостей.
Дослідники Крістін Чарльз і Род Босуелл в Австралійському національному університеті в Канберрі вперше створили подвійні шари плазми в своїй лабораторії в 2003 році і зрозуміли, що їх прискорюючі властивості можуть забезпечити нові рушії космічних кораблів. Це змусило групу розробити прототип під назвою Helicon Double Layer Thruster.
Нове дослідження ESA, виконане в рамках програми академічних досліджень ESA Ariadna спільно з Ecole Polytechnique, Париж, підтверджує австралійські результати, показуючи, що в ретельно контрольованих умовах подвійний шар може формуватися і залишатися стабільним, що дозволяє постійне прискорення заряджених частинок у пучку. Дослідження також підтвердило, що стійкі подвійні шари можуть бути створені за допомогою різних газових сумішей.
«Співпраця була абсолютно чудовою» каже д-р Паскаль Шабер з Laboratoire de Physique et Technologie des Plasmas, Ecole Polytechnique. «Це було для мене справжнім початком і дало мені багато нових ідей щодо концепцій плазмового приводу для дослідження з командою« Розширені концепції ». Новий напрямок для нашої лабораторії призвів до патенту на новий багатообіцяючий привід електричного приводу, який називається Електронегативний плазмовий рушій.
Щоб створити подвійний шар, Шабер та його колеги створили порожнисту трубку, навколо якої було намотано радіоантену. Газ аргону постійно закачувався в трубку, а антена передавала гелікоїдні радіохвилі 13 мегагерц. Це іонізувало аргон, створюючи плазму. Потім розбіжне магнітне поле в кінці пробірки змусило плазму вийти з труби розширюватися. Це дозволило сформувати дві різні плазми, вгору за трубою і вниз за течією, і таким чином подвійний шар був створений на їх межі. Це пришвидшило подальше плазму аргону з трубки в надзвуковий промінь, створюючи тягу.
Розрахунки дозволяють припустити, що двошаровий двигун з геліконом займає трохи більше місця, ніж основний електричний дросель для місії ESART? SMART-1, але він може потенційно доставляти в багато разів більше тяги при більших потужностях до 100 кВт, одночасно даючи аналогічний економічність палива.
На наступних кроках ESA тепер побудує детальне комп'ютерне моделювання плазми в рушії та навколо нього та використає лабораторні результати для перевірки його точності, щоб можна було повністю оцінити показники роботи в просторі та отримати більш великі потужні експериментальні дроселі. досліджувались у майбутньому.
Оригінальне джерело: Портал ESA
