Mga Pakinabang sa Konsepto ng Bagong Rocket Propeller mula sa Mekanismo sa Likod ng Mga Solar Flares

Ang mga reactor ng fusion ay itinuturing na isang mapagkukunan ng init na maaaring magdala ng rocket propellant sa sobrang taas ng temperatura (at kaya’t mataas ang bilis ng maubos) o paalisin ang labis na mainit na plasma upang magbigay ng propulsyon. Kredito: ITER

Isang bagong uri ng rocket propeller Awitin at higit pa, iminungkahi ng isang pisiko sa US Department of Energy’s (DOE) na Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL).

Maglalapat ang aparato ng mga magnetic field upang maging sanhi ng mga particle ng plasma.(panlabas ang link)Kilala rin bilang pang-apat na kalagayan ng bagay, ang mga gas na sinisingil ng kuryente mula sa likuran ng isang rocket at itinutulak ang sasakyan pasulong dahil sa pag-iingat ng momentum. May napatunayan na magagamit na puwang plasma Gumagamit ang mga propellant ng mga electric field upang maitaboy ang mga particle.

Ang bagong konsepto ay magpapabilis sa mga maliit na butil gamit ang muling pagsasama-sama ng magnetiko na natagpuan sa buong sansinukob, kasama na ang ibabaw ng araw, kung saan nagtatagpo ang mga linya ng magnetikong patlang, biglang lumihis, at pagkatapos ay muling pagsasama-sama, na bumubuo ng napakalaking dami ng enerhiya. Ang muling koneksyon ay nangyayari rin sa pagsasama ng anular(panlabas ang link) mga aparato na kilala bilang tokamaks(panlabas ang link).

“Kanina ko pa niluluto ang konseptong ito,” sabi ng Punong Pisiksik ng Pananaliksik ng PPPL na si Fatima Ebrahimi, imbentor ng konsepto at may akda ng isang artikulo.(panlabas ang link) Ipasadya ang ideya Journal ng Plasma Physics. Ang nangunguna sa kasalukuyang pasilidad ng pagsasama-sama ng lab ay naisip noong 2017 habang nakaupo sa isang kubyerta at iniisip ang pagkakatulad sa pagitan ng tambutso ng isang kotse at ng mga matitigas na mga particle ng tambutso na nilikha ng National Global Torus Experiment (NSTX) ng PPPL “. “Sa pagpapatakbo nito, ang tokamak na ito ay gumagawa ng mga magnetikong bula na tinawag na mga plasmoid na gumagalaw sa halos 20 kilometro bawat segundo, na sa tingin ko maraming pagtanggi.”

Ang pagsasanib, ang puwersa na nagtutulak sa araw at mga bituin, ay nagsasama ng mga ilaw na elemento sa anyo ng plasma upang makabuo ng malaking halaga ng enerhiya – ang maiinit, sisingilin na estado ng bagay na binubuo ng mga libreng electron at atomic nuclei na kumakatawan sa 99% ng nakikitang uniberso. Sinusubukan ng mga siyentista na magtiklop ng pagsasanib sa Lupa para sa isang halos hindi maubos na mapagkukunan ng kuryente upang makabuo ng elektrisidad.

Ang mga kasalukuyang plasma thruster na gumagamit ng mga electric field upang maitaboy ang mga maliit na butil ay maaari lamang makabuo ng mababang tukoy na salpok o tulin. Ngunit ang simulasi ng computer na isinagawa sa mga computer ng PPPL at National Energy Research Scientific Computing Center, isang DOE Science Office User Facility sa Lawrence Berkeley National Laboratory sa Berkeley, California, ay nagpakita na ang bagong konsepto ng thruster ng plasma ay maaaring makabuo ng maubos sa daan-daang kilometro bawat isa. pangalawa, 10 beses na mas mabilis kaysa sa ibang mga pusher.

Sinabi ni Ebrahimi na ang mas mabilis na bilis na ito sa simula ng paglalayag ng isang spacecraft ay maaaring magdala ng mga exoplanet na maabot ng mga astronaut. “Ang paglalakbay sa malayo ay tumatagal ng buwan o taon dahil ang espesyal na tulak ng mga makina ng rocket na kemikal ay napakababa, kaya’t ang barko ay tumatagal ng ilang oras upang mapabilis,” sinabi niya. “Ngunit kung gumawa kami ng mga thrusters batay sa muling pagkakabit ng magnetiko, makukumpleto natin ang mga misyon sa malayuan sa mas kaunting oras.”

Mayroong tatlong pangunahing pagkakaiba sa pagitan ng konsepto ng pusher ni Ebrahimi at iba pang mga aparato. Una, ang pagpapalit ng lakas ng mga magnetic field ay maaaring dagdagan o bawasan ang dami ng pagtulak. “Sa pamamagitan ng paggamit ng mas maraming electromagnets at higit pang mga magnetikong larangan, maaari mo talagang buksan ang isang hawakan upang maiayos ang bilis,” sabi ni Ebrahimi.

Pangalawa, ang bagong propellant ay bumubuo ng paggalaw sa pamamagitan ng pagbuga ng parehong mga particle ng plasma at mga magnetikong bula na kilala bilang plasmoids. Ang mga plasmoid ay nagdaragdag ng lakas sa propulsyon at walang iba pang propulibong konsepto na pinagsasama ang mga ito.

Pangatlo, hindi katulad ng kasalukuyang mga kasuklam-suklam na konsepto batay sa mga electric field, pinapayagan ng mga magnetikong patlang sa konsepto ni Ebrahimi na ang plasma sa propellant ay binubuo ng mabibigat o magaan na mga atomo. Ang kakayahang umangkop na ito ay nagbibigay-daan sa mga siyentipiko na matukoy ang dami ng lakas ng pagmamaneho para sa isang naibigay na gawain. “Habang ang iba pang mga propellant ay nangangailangan ng mabibigat na gas na gawa sa mga atomo tulad ng xenon, maaari mong gamitin ang anumang uri ng gas na gusto mo sa konseptong ito,” sabi ni Ebrahimi. Maaaring ginusto ng mga siyentista ang light gas sa ilang mga kaso dahil ang mas maliit na mga atomo ay maaaring gumalaw nang mas mabilis.

Ang konseptong ito ay nagpapalawak ng portfolio ng pagsisiksik sa espasyo ng propulsyon ng PPPL. Ang iba pang mga proyekto ay kasama ang Hall Thruster Experiment, na inilunsad noong 1999 ng mga physicist ng PPPL na sina Yevgeny Raitses at Nathaniel Fisch upang siyasatin ang paggamit ng mga plasma particle upang ilipat ang spacecraft. Sinisiyasat din ng mga Raitses at mag-aaral ang paggamit ng maliliit na thrusters ng Hall upang bigyan ang mga mas maliit na satellite, na tinawag na CubeSats, na higit na mapaglalangan sa pag-ikot ng Earth.

Binigyang diin ni Ebrahimi na ang konsepto ng propellant ay derives direkta mula sa kanyang pagsasaliksik sa enerhiya ng pagsasanib. “Ang gawaing ito ay inspirasyon ng nakaraang gawaing pagsasanib, at ito ang kauna-unahang pagkakataon na ang mga plasmoids at muling pagkakakonekta ay iminungkahi para sa pagpapalakas ng kalawakan,” sabi ni Ebrahimi. “Ang susunod na hakbang ay upang lumikha ng isang prototype!”

Sanggunian: “Isang Alfvenic pusher na muling kumonekta sa plazmoid thruster” ni Fatima Ebrahimi, 21 Dis 2020, Magagamit dito. Journal ng Plasma Physics.
DOI: 10.1017 / S0022377820001476

Ang suporta para sa pananaliksik na ito ay nagmula sa pagpopondo ng Laboratory Directed Research and Development (LDRD) na ibinigay sa pamamagitan ng DOE Office of Science (Fusion Energy Science) at ng Office of Science.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

Ang mga pulso ng laser ay kumikilos bilang isang tool sa pagpoproseso ng grade pang-industriya

Ang isang plato ng silicon dioxide 350 μm makapal na may mataas na kalidad na mga slits ng baso na may diameter na 0.25...

Ang mga paruparo ng dagat ay nakikipaglaban na sa proseso ng pagpapatatag ng South Sea

Ang isang kumbinasyon ng mga butterflies sa dagat "Balik sa Limacina”Kinuha sa panahon ng paglalayag sa dagat ng AMT27. Kredito: Lisette Mekkes &...

Ang Makabuluhang Pagtuklas ay Maaaring Buksan ang Bagong Larangan ng Teknolohiya ng Quantum na Tinawag na “Magnonics”

Ang isang teknolohikal na tagumpay ay maaaring paganahin ang isang bagong larangan ng kabuuan ng teknolohiya na tinatawag na "magnonics" sa pamamagitan ng matagumpay...

Ipinapakita ng mga pag-aaral sa patlang na ang pag-icing ay maaaring gastos sa mga turbine ng hangin hanggang sa 80% ng paggawa ng kuryente

Ang mga mananaliksik ay dumating sa site upang pag-aralan ang mga icicle sa wind farm na ito sa silangang China. May-akda: Larawan sa...

Ang Gut Microbes ay maaaring maging isang Susi sa Pagbubukas ng Pagkabalisa

Isang micrograph ng pag-scan ng electron ng Escherichia coli, na isa sa maraming uri ng bakterya na matatagpuan sa mga bituka ng mammalian. ...

Newsletter

Subscribe to stay updated.