Helikoni reaktor töötab. Pildikrediit: ESA Pilt suuremalt
ESA on kinnitanud uue kosmosetõukaja põhimõtet, mis võib lõppkokkuvõttes anda palju rohkem tõukejõudu kui tänapäeval kasutatavad elektrilised tõukejõu tehnikad. Kontseptsioon on leidlik ja seda on inspireeritud põhja- ja lõunapoolsetest auroraedest, taevas säravatest helgetest, mis annavad märku suurenenud päikese aktiivsusest.
? Põhimõtteliselt kasutab see mõiste loodusnähtust, mida näeme kosmoses toimumas ,? ütles dr Roger Walker ESA täiustatud kontseptsioonide meeskonnast. “Kui päikesetuul, a? Plasma? Päikese poolt eraldatud elektrifitseeritud gaasi jõudmisel Maa magnetväljale, loob see piir, mis koosneb kahest plasmakihist. Igal kihil on erinevad elektrilised omadused ja see võib kiirendada päikesetuule mõningaid osakesi üle piiri, põhjustades nende kokkupõrget Maa atmosfääriga ja tekitades aurora. "
Sisuliselt on plasma kahekihiline juga elektrostaatiline ekvivalent. Nii nagu veemolekulid võtavad energiat, kui nad langevad kahe erineva kõrguse vahele, nõuavad ka elektriliselt laetud osakesed energiat, liikudes läbi erinevate elektriliste omadustega kihtide.
Canberras asuva Austraalia riikliku ülikooli teadlased Christine Charles ja Rod Boswell lõid 2003. aastal oma laboris esmakordselt plasma kahekihilised kihid ja mõistsid, et nende kiirendavad omadused võimaldavad uusi kosmoselaevade tõukejõude. See ajendas gruppi välja töötama prototüübi Helicon Double Layer Thruster.
Uus ESA uuring, mis viidi läbi ESA Ariadna akadeemilise uurimisprogrammi raames koos Pariisi Ecole Polytechnique'iga, kinnitab Austraalia leide, näidates, et hoolikalt kontrollitud tingimustes võiks moodustuda kahekordne kiht ja see püsiks stabiilsena, võimaldades pidevat kiirendust laetud osakeste sisaldus talas. Samuti kinnitas uuring, et erinevate raketikütuse gaasisegude abil saab luua stabiilseid kahekihilisi kihte.
? Koostöö on olnud täiesti suurepärane ,? ütleb dr Pascal Chabert, Laboratoire de Physique et Technologie des Plasmas, Ecole Polytechnique. ? See on olnud minu jaoks tõeline avalöök ja andnud mulle palju uusi ideid plasma edasitoimetamise kontseptsioonide kohta, mida koos täiustatud kontseptsioonide meeskonnaga uurida.? Meie laboratooriumi uus suund oli viinud uue paljulubava elektrilise tõukeseadme, mille nimi on Electronegative Plasma Thruster, patent.?
Topeltkihi loomiseks lõid Chabert ja tema kolleegid õõnsa toru, mille ümber keerati raadioantenn. Torusse pumbati pidevalt argooni gaasi ja antenn saatis helikoidsed raadiolained 13 megahertsi. See ioniseeris argooni, luues plasma. Seejärel sundis toru otsas olev erinev magnetväli torust väljuvat plasma laienema. See võimaldas moodustada kahte erinevat plasmat, nii torus ülespoole kui ka allavoolu, ja nii tekkis nende piiril kahekordne kiht. See kiirendas argooni plasma edasist torust ülehelikiiruseks, luues tõukejõu.
Arvutuste kohaselt võtaks ESA SMART-1 missioonil olev helikon kahekihiline tõukaja pisut rohkem ruumi kui peamine elektriline tõukejõud, kuid see võib potentsiaalselt anda mitu korda suurema tõukejõu suurematel võimsustel kuni 100 kW, andes samasuguse sarnase kütusesäästlikkus.
Järgmistes etappides konstrueerib ESA nüüd detailis ja selle ümbruses oleva plasma üksikasjaliku arvutisimulatsiooni ja kasutab selle täpsuse kontrollimiseks laboratoorseid tulemusi, nii et kosmoses toimivust oleks võimalik täielikult hinnata ja suuremaid suure võimsusega katselisi tõukejõude saaks kasutada. uuritakse tulevikus.
Algne allikas: ESA portaal
