Хеликонов реактор в експлоатация. Кредит за изображение: ESA Кликнете за увеличение
ESA потвърди принципа на нов космически тяга, който в крайна сметка може да даде много по-голяма тяга от днешните техники за електрическо задвижване. Концепцията е гениална, вдъхновена от северната и южната Аврора, сиянията в небето, които сигнализират за повишена слънчева активност.
? По същество концепцията използва природен феномен, който виждаме да се осъществява в космоса? казва д-р Роджър Уокър от Екипа за напреднали концепции на ESA. „Когато слънчевият вятър, плазма? на електрифициран газ, отделен от Слънцето, удря магнитното поле на Земята, той създава граница, състояща се от два плазмени слоя. Всеки слой има различни електрически свойства и това може да ускори някои частици от слънчевия вятър през границата, като ги накара да се сблъскат със земната атмосфера и да създадат аврората. "
По същество плазмен двоен слой е електростатичният еквивалент на водопад. Точно както водните молекули набират енергия, докато падат между двете различни височини, така и електрически заредените частици събират енергия, докато преминават през слоевете с различни електрически свойства.
Изследователите Кристин Чарлз и Род Босуел от Австралийския национален университет в Канбера, първи създадоха плазмени двойни слоеве в своята лаборатория през 2003 г. и осъзнаха, че техните ускоряващи свойства могат да дадат възможност за нови изтласквания на космически кораби. Това доведе групата да разработи прототип, наречен Helicon Double Layer Thruster.
Новото проучване на ESA, проведено като част от академичната изследователска програма на ESA Ariadna, съвместно с Ecole Polytechnique, Париж, потвърждава австралийските констатации, като показва, че при внимателно контролирани условия двойният слой може да се формира и да остане стабилен, което позволява постоянното ускорение на заредени частици в лъч. Проучването също потвърди, че могат да бъдат създадени стабилни двойни слоеве с различни газови смеси.
? Сътрудничеството беше абсолютно отлично ,? казва д-р Паскал Чабер от Laboratoire de Physique et Technologie des Plasmas, Ecole Polytechnique. „Това беше истински старт за мен и ми даде много нови идеи за концепции за плазмено задвижване, които да разследвам с екипа за разширени концепции. Новото направление за нашата лаборатория доведе до патент на ново обещаващо електрическо задвижващо устройство, наречено електроотрицателна плазмена тяга.
За да създадат двойния слой, Чаберт и колегите му създават куха тръба, около която е навита радио антена. Газът от аргон непрекъснато се изпомпва в тръбата, а антената предава хеликоидни радиовълни от 13 мегагерца. Това йонизира аргона, създавайки плазма. След това различаващо се магнитно поле в края на тръбата принуждава плазмата да напусне тръбата да се разшири. Това позволи да се образуват две различни плазми, горе в тръбата и надолу по течението, и така двойният слой беше създаден на тяхната граница. Това ускорява допълнително плазмата на аргон от тръбата в свръхзвуков лъч, създавайки тяга.
Изчисленията предполагат, че хеликонов двуслоен тласкач ще заема малко повече място от основния електрически тяга при мисията на ESA? SMART-1, но въпреки това той може потенциално да достави много пъти повече тяга при по-големи мощности до 100 кВт, като същевременно дава подобен икономия на гориво.
В следващите стъпки ESA вече ще конструира подробна компютърна симулация на плазмата в и около дросела и ще използва лабораторните резултати, за да се провери точността му, така че да може да се оцени напълно работата в пространството и да могат да бъдат по-големи експериментални силови двигатели изследвани в бъдеще.
Оригинален източник: ESA Portal
