Heliconový reaktor je v prevádzke. Obrazový kredit: ESA Kliknite pre zväčšenie
ESA potvrdila zásadu nového vesmírneho pohonu, ktorý v konečnom dôsledku môže dať oveľa viac ťahu ako súčasné techniky elektrického pohonu. Koncept je dômyselný, inšpirovaný severnou a južnou polárou, žiarami na oblohe, ktoré signalizujú zvýšenú slnečnú aktivitu.
„Koncept v zásade využíva prírodný jav, ktorý vidíme vo vesmíre.“ hovorí Dr. Roger Walker z tímu ESA pre pokročilé koncepty. „Keď slnečný vietor, plazma? elektrifikovaného plynu uvoľňovaného Slnkom, zasiahne magnetické pole Zeme, vytvára hranicu pozostávajúcu z dvoch vrstiev plazmy. Každá vrstva má odlišné elektrické vlastnosti a to môže urýchliť niektoré častice slnečného vetra cez hranicu, čo spôsobuje, že sa zrazia s atmosférou Zeme a vytvoria polárnu žiaru. “
Plazmatická dvojitá vrstva je v podstate elektrostatickým ekvivalentom vodopádu. Rovnako ako molekuly vody zachytávajú energiu, keď spadajú medzi dve rôzne výšky, aj elektricky nabité častice zachytávajú energiu, keď cestujú cez vrstvy rôznych elektrických vlastností.
Vedci Christine Charles a Rod Boswell z austrálskej národnej univerzity v Canberre vytvorili v laboratóriu v roku 2003 dvojité plazmové vrstvy a uvedomili si, že ich zrýchľujúce vlastnosti by mohli umožniť nové raketové rakety. To viedlo skupinu k vývoju prototypu nazývaného Helicon Double Layer Thruster.
Nová štúdia ESA, ktorá sa uskutočnila v rámci akademického výskumného programu Ariadna v spolupráci s Ecole Polytechnique v Paríži, potvrdzuje austrálske zistenia tým, že ukazuje, že za starostlivo kontrolovaných podmienok by sa mohla vytvoriť dvojitá vrstva a zostala stabilná, čo umožní konštantné zrýchlenie. nabitých častíc v lúči. Štúdia tiež potvrdila, že by sa mohli vytvoriť stabilné dvojité vrstvy s rôznymi zmesami hnacích plynov.
„Spolupráca bola úplne vynikajúca,“ hovorí Dr. Pascal Chabert z Laboratoire de Physique et Technologie des Plasmas, Ecole Polytechnique. „Bol to pre mňa skutočný úvod a dal mi veľa nových nápadov na koncepty pohonu plazmy, ktoré sme mohli preskúmať s tímom pre pokročilé koncepcie. Nový smer pre naše laboratórium viedol k patentu na sľubné nové elektrické pohonné zariadenie s názvom Elektronegatívny plazmatický plyn.?
Na vytvorenie dvojvrstvovej vrstvy vytvorili Chabert a kolegovia dutú trubicu, okolo ktorej bola navinutá rádiová anténa. Do trubice bol nepretržite pumpovaný argónový plyn a anténa prenášala helikálne rádiové vlny 13 megahertzov. To ionizovalo argón za vzniku plazmy. Rozbiehavé magnetické pole na konci skúmavky potom prinútilo plazmu opúšťať rúrku expandovať. To umožnilo, aby sa vytvorili dve rôzne plazmy, proti prúdu vo vnútri skúmavky a po prúde, a tak sa na ich hranici vytvorila dvojitá vrstva. To urýchlilo ďalšiu argónovú plazmu z trubice na nadzvukový lúč, čím sa vytvoril ťah.
Výpočty naznačujú, že helikónový dvojitý vrtuľový pohon by na misii SMART-1 ESA mal zaberať trochu viac miesta ako hlavný elektrický prúd, ale mohol by potenciálne dodať mnohonásobne viac ťahu pri vyšších výkonoch až do 100 kW, pričom by poskytol podobný palivová účinnosť.
V nasledujúcich krokoch ESA teraz zostaví podrobnú počítačovú simuláciu plazmy v a okolo thrusteru a na overenie jeho presnosti použije laboratórne výsledky, aby bolo možné plne vyhodnotiť výkon v priestore a experimentovať s väčšími vysokovýkonnými experimentálnymi tryskami. vyšetrované v budúcnosti.
Pôvodný zdroj: ESA Portal
