Helikonireaktori toiminnassa. Kuvan luotto: ESA Klikkaa suuremmaksi
ESA on vahvistanut uuden avaruuspotkurin periaatteen, joka voi viime kädessä antaa paljon enemmän työntövoimaa kuin nykyiset sähkökäyttöiset tekniikat. Konsepti on nerokas, pohjoisen ja etelän auroraeiden inspiroima, taivaan hehku, joka ilmoittaa lisääntyneestä aurinkoaktiivisuudesta.
Pohjimmiltaan käsite hyödyntää luonnollista ilmiötä, jonka näemme tapahtuvan avaruudessa ,? sanoo tohtori Roger Walker ESA: n Advanced Concepts Team -ryhmästä. ”Kun aurinko tuuli,? Plasma? Kun aurinko vapauttaa sähköistettyä kaasua, se osuu maan magneettikenttään, se luo rajan, joka koostuu kahdesta plasmakerroksesta. Jokaisella kerroksella on erilaiset sähköiset ominaisuudet ja tämä voi kiihdyttää joitain aurinkotuulen hiukkasia rajan yli, aiheuttaen niiden törmäyksen maapallon ilmakehään ja luodakseen aurorin. "
Pohjimmiltaan plasma kaksikerros on vesiputouksen sähköstaattinen vastin. Aivan kuten vesimolekyylit ottavat energiaa laskiessaan kahden eri korkeuden väliin, niin myös sähköisesti varautuneet hiukkaset ottavat energiaa kulkiessaan eri sähköominaisuuksien kerrosten läpi.
Canberran Australian kansallisen yliopiston tutkijat Christine Charles ja Rod Boswell loivat ensin laboratoriossaan plasma-kaksoiskerrokset vuonna 2003 ja huomasivat, että niiden kiihdyttävät ominaisuudet voisivat mahdollistaa uuden avaruusaluksen työntövoiman. Tämä johti ryhmää kehittämään prototyypin nimeltä Helicon Double Layer Thruster.
Uusi ESA-tutkimus, joka suoritettiin osana ESA: n Ariadnan akateemista tutkimusohjelmaa yhdessä Ecole Polytechniquen kanssa, Pariisi, vahvistaa Australian havainnot osoittamalla, että huolellisesti kontrolloiduissa olosuhteissa kaksikerros voisi muodostua ja pysyy vakaana mahdollistaen jatkuvan kiihtyvyyden varautuneita hiukkasia palkissa. Tutkimus vahvisti myös, että stabiileja kaksikerroksisia voitaisiin luoda eri ponnekaasuseoksilla.
? Yhteistyö on ollut aivan erinomaista ,? sanoo tohtori Pascal Chabert, Laboratoire de Physique et Technologie des Plasmas, Ecole Polytechnique. ? Se on ollut minulle todellinen aloitus, ja se on antanut minulle paljon uusia ideoita plasmakäyttökonsepteihin tutkittavaksi Advanced Concepts -tiimin kanssa. Uusi suuntamme laboratorioillemme oli johtanut patenttiin lupaavalle uudelle sähkökäyttöiselle laitteelle, nimeltään Electronegative Plasma Thruster.
Tuplakerroksen luomiseksi Chabert ja hänen kollegansa loivat onton putken, jonka ympärille kietoitiin radioantenni. Argonkaasua pumpattiin jatkuvasti putkeen ja antenni lähetti 13 megahertsin helikoidisia radioaaltoja. Tämä ionisoi argonia muodostaen plasman. Putken päässä oleva erilainen magneettikenttä pakotti sitten putken poistuvan plasmalaajenemisen. Tämä sallii kahden erilaisen plasman muodostumisen, ylävirtaan putken sisällä ja alavirtaan, ja siten kaksoiskerros luotiin niiden rajalle. Tämä kiihdytti edelleen argoniplasmaa putkesta ylääänen säteen muodostaen työntövoiman.
Laskelmat viittaavat siihen, että kaksikerroksinen helikonipuristin vie ESA: n SMART-1-tehtävässä hiukan enemmän tilaa kuin pääsähköpotkuri, mutta se voisi mahdollisesti tuottaa useita kertoja enemmän työntövoimaa suuremmalla teholla, jopa 100 kW, antaen samalla samanlaisen polttoainetehokkuus.
Seuraavissa vaiheissa ESA rakentaa nyt yksityiskohtaisen tietokoneistosimulaation plasmasta potkurissa ja sen ympäristössä ja käyttää laboratoriotuloksia tarkkuuden tarkistamiseksi, jotta avaruudessa tapahtuva suorituskyky voidaan arvioida täysin ja suuremmat suuritehoiset kokeelliset potkurit voidaan tutkittiin tulevaisuudessa.
Alkuperäinen lähde: ESA-portaali
