כור הליקון במבצע. אשראי תמונה: ESA לחץ להגדלה
ESA אישרה את העיקרון של מותחן חלל חדש שעלול בסופו של דבר לתת דחף הרבה יותר מאשר טכניקות ההנעה החשמלית של ימינו. הרעיון הוא גאוני, בהשראת האוראורה הצפונית והדרומית, הזוהרים בשמיים המסמנים פעילות מוגברת של השמש.
? בעיקרון הרעיון מנצל תופעה טבעית שאנו רואים שמתרחשת בחלל ,? אומר ד"ר רוג'ר ווקר מצוות המושגים המתקדמים של ESA. "כאשר רוח השמש, פלזמה? של גז חשמלי שמשתחרר על ידי השמש, פוגע בשדה המגנטי של כדור הארץ, הוא יוצר גבול המורכב משתי שכבות פלזמה. לכל שכבה יש תכונות חשמליות שונות וזה יכול להאיץ חלקיקי הרוח השמשית מעבר לגבול, ולגרום להם להתנגש באטמוספירה של כדור הארץ וליצור את האורורה. "
בעיקרו של דבר, שכבה כפולה בפלזמה היא המקבילה האלקטרוסטטית של מפל מים. בדיוק כמו שמולקולות מים תופסים אנרגיה כשהם נופלים בין שני הגבהים השונים, כך חלקיקים טעונים חשמליים תופסים אנרגיה כשהם עוברים בשכבות של תכונות חשמליות שונות.
החוקרים כריסטין צ'רלס ורוד בוסוול מהאוניברסיטה הלאומית האוסטרלית בקנברה, יצרו לראשונה שכבות כפולות בפלזמה במעבדה שלהם בשנת 2003 והבינו שתכונותיהן המואצות יכולות לאפשר דחפי חלל חדשים. זה הוביל את הקבוצה לפתח אב-טיפוס בשם Thruster Helicon Layer Thruster.
המחקר החדש של ה- ESA, שנערך כחלק מתוכנית המחקר האקדמית אריאדנה של ESA בשיתוף עם אקול פוליטכניק, פריז, מאשר את הממצאים האוסטרלים בכך שהוא מראה כי בתנאים מבוקרים בקפידה ניתן ליצור את השכבה הכפולה ונשאר יציב, מה שמאפשר את האצה מתמדת של חלקיקים טעונים בקורה. המחקר אישר כי ניתן ליצור שכבות כפולות יציבות עם תערובות גז דחף שונות.
? שיתוף הפעולה היה מעולה בהחלט? אומר ד"ר פסקל שברט, מ- Laboratoire de Physique et Technologie des Plasmas, Ecole Polytechnique. זה היה בעיטה ממשית עבורי ונתנה לי המון רעיונות חדשים לתפיסות הנעה של פלזמה לחקירה עם צוות המושגים המתקדמים. הכיוון החדש למעבדה שלנו הוביל לפטנט על מכשיר הנעה חשמלי חדש ומבטיח שנקרא Thruster Electronegative Plasma.
כדי ליצור את השכבה הכפולה, שברט ועמיתיהם יצרו צינור חלול שסביבו היה עטוף אנטנת רדיו. גז ארגון הוזרם ברציפות אל הצינור והאנטנה העבירה גלי רדיו הליקידליים של 13 מגה-הרץ. זה יינן את הארגון ויוצר פלזמה. שדה מגנטי מתפוגג בסוף הצינור ואז אילץ את הפלזמה שעוזבת את הצינור להתפשט. זה איפשר ליצור שתי פלזמות שונות, במעלה הזרם בתוך הצינור ובזרם התחתון, וכך נוצרה השכבה הכפולה בגבולם. זה האיץ פלזמה נוספת של ארגון מהצינור לקורה העל-קולית ויוצר דחף.
החישובים מצביעים על כך שדחף שכבה כפול של הליקון ייקח מעט יותר מקום מהמתח החשמלי הראשי במשימה SMART-1 של ESA, אך עם זאת הוא יכול לספק דחף פי כמה פעמים בהספקים גבוהים יותר של עד 100 קילוואט תוך מתן דומה יעילות דלק.
בשלבים הבאים, ESA תבנה כעת הדמיה ממוחשבת מפורטת של הפלזמה בזרם הגומאה וסביבתה ותשתמש בתוצאות המעבדה כדי לאמת את מידת הדיוק שלה, כך שניתן יהיה להעריך את הביצועים בחלל באופן מלא וניתן לבצע דחפים ניסיוניים בעלי כוח גבוה יותר. נחקר בעתיד.
המקור המקורי: פורטל ESA
