Konsep pendorong roket baru menyerap proses di balik nyala api matahari

Reaktor fusi sekarang dianggap sebagai sumber panas yang dapat membawa propelan roket ke suhu yang sangat tinggi (dan karenanya kecepatan tinggi) atau mengeluarkan plasma ultra-panas untuk memasok sambungan. Kredit: ITER

Jenis pendorong roket baru yang dapat membawa umat manusia Mars Direkomendasikan oleh fisikawan di Princeton Plasma Physics Laboratory of the U.S. Department of Energy (DOE) dan seterusnyaPPPL).

Perangkat tersebut akan menerapkan medan magnet untuk membuat partikel plasma(Tautan eksternal), Untuk membubarkan gas bermuatan listrik ke bagian belakang roket dan dikenal sebagai keadaan aksi keempat, karena, karena pengawetan gerak, pesawat didorong ke depan. Terbukti ruang saat ini Plasma Dorongan menggunakan medan listrik untuk menggerakkan partikel.

Konsep baru akan mempercepat partikel menggunakan rekombinasi magnet, sebuah proses yang ditemukan di seluruh alam semesta, termasuk di permukaan matahari, di mana garis-garis medan magnet tiba-tiba terpisah dan kemudian bersatu kembali untuk menghasilkan banyak energi. Bagian dalam fusi berbentuk donat menyambung kembali(Tautan eksternal) Perangkat yang dikenal sebagai Tokamax(Tautan eksternal).

“Saya sudah memasak ide ini beberapa lama,” kata Fatima Ibrahimi, fisikawan penelitian utama PPPL, penemu ide dan penulis makalah.(Tautan eksternal) Detail dalam konsep Jurnal Fisika Plasma. Cikal bakal fasilitas fusi andalan laboratorium saat ini, “Saya mendapat ide pada tahun 2017 ketika memikirkan tentang kesamaan antara dek dan partikel knalpot berkecepatan tinggi yang dibuat oleh knalpot kendaraan dan National Spherical Taurus Experiment (NSTX) PPLL.” Ini menghasilkan gelembung magnetis. disebut plasmoid dengan kecepatan sekitar 20 kilometer per detik, yang menurut saya sangat penting. “

Fusi, suatu gaya yang menggerakkan matahari dan bintang, menggabungkan unsur-unsur cahaya dalam bentuk plasma – elektron bebas dari zat bermuatan panas dan inti atom yang mewakili 9% alam semesta tampak yang tersusun – menghasilkan energi dalam jumlah besar. Para ilmuwan ingin meniru fusi di Bumi untuk menghasilkan tenaga yang hampir tidak mampu menghasilkan listrik.

Pendorong plasma saat ini yang menggunakan medan listrik untuk menggerakkan partikel hanya dapat menghasilkan kecenderungan atau kecepatan yang kurang spesifik. Namun, simulasi komputer di DOE Office of PSPL Computer dan National Energy Research Scientific Computing Center di Lawrence Berkeley National Laboratory di Berkeley, California, telah menunjukkan bahwa konsep pendorong plasma baru dapat menghasilkan kecepatan beberapa kilometer lebih cepat daripada dorongan lain.

Pada awal perjalanan pesawat ruang angkasa, gerakan cepat ini bisa membawa planet luar dalam jangkauan astronot, kata Ibrahimi. “Perjalanan jarak jauh memakan waktu berbulan-bulan atau bertahun-tahun karena kecenderungan spesifik mesin roket kimia sangat rendah, sehingga pesawat membutuhkan waktu untuk mempercepat,” katanya. “Tapi jika kita membangun pendorong berdasarkan rekoneksi magnetik, kita bisa menyelesaikan misi jarak jauh dalam waktu singkat.”

Ada tiga perbedaan utama antara konsep Ibrahimi Thraster dan perangkat lain. Yang pertama adalah bahwa medan magnet dapat menambah atau mengurangi jumlah perubahan energi. “Dengan menggunakan lebih banyak magnet elektronik dan lebih banyak medan magnet, Anda dapat secara efektif mengatur kecepatan,” kata Ibrahimi.

Kedua, pendorong baru menciptakan gerakan dengan memancarkan partikel plasma dan gelembung magnet yang dikenal sebagai plasmoid. Plasmode menambah energi pada tren dan tidak ada konsep pendorong lain yang memasukkannya.

Ketiga, berbeda dengan konsep pendorong arus yang mengandalkan medan listrik, medan magnet pada konsep Ibrahimi mengandung plasma di dalam pendorong oleh atom-atom berat atau ringan. Fleksibilitas ini memungkinkan para ilmuwan untuk menyesuaikan kuantitas dengan misi tertentu. “Pendorong lain membutuhkan gas berat, dalam konsep ini dibuat oleh atom seperti Xenon, Anda dapat menggunakan jenis gas apa pun,” kata Ibrahimi. Ilmuwan mungkin lebih memilih gas yang lebih ringan dalam beberapa kasus karena molekul yang lebih kecil dapat bergerak lebih cepat.

Konsep ini memperluas portofolio PPLL untuk penelitian propulsi ruang angkasa. Proyek lain termasuk uji Hall Thraster, yang dimulai pada 1999 untuk menyelidiki penggunaan partikel plasma untuk fisikawan PPPL Yevgeny Rites dan pesawat ruang angkasa Nathaniel Fish. Tarif dan siswa sedang menyelidiki untuk memberikan satelit kecil yang disebut kubus saat mereka mengorbit bumi.

Ibrahimi menekankan bahwa konsep pendorongnya datang langsung dari penelitiannya tentang energi fusi. “Karya ini terinspirasi oleh karya fusi masa lalu dan diusulkan untuk pertama kalinya sebagai tempat untuk plasmoid dan sambungan ulang,” kata Ibrahimi. “Langkah selanjutnya adalah membangun prototipe!”

Referensi: Fatima Ibrahimi, 21 Desember 2020 oleh “An Alphanic Reconnector Plasmoid Thrust” Jurnal Fisika Plasma.
DOI: 10.1017 / S0022377820001476

Dukungan untuk penelitian ini berasal dari pendanaan dari DOE Office of Science (Fusion Energy Sciences) dan Laboratory Directed Research and Development (LDRD) yang tersedia melalui Office of Science.

Related articles

Comments

LEAVE A REPLY

Please enter your comment!
Please enter your name here

Share article

Latest articles

36 galaksi kerdil secara bersamaan memiliki “baby boom” bintang baru

Penemuan tak terduga Rutgers menantang teori modern tentang bagaimana galaksi tumbuh, dan dapat meningkatkan pemahaman kita tentang alam semesta. Penulis: Universitas Rutgers-New Brunswick Sungguh...

Banyak pasien dengan COVID-19 menghasilkan respons imun yang menyerang jaringan dan organ mereka sendiri.

Sebuah studi yang dipimpin oleh University of Birmingham, yang didanai oleh Konsorsium Imunologi Coronavirus Inggris, menemukan bahwa banyak pasien dengan COVID-19 menimbulkan respons kekebalan...

Sains mudah dibuat: apa itu neutrino steril?

Neutrino steril adalah jenis neutrino khusus yang telah diusulkan untuk menjelaskan beberapa hasil eksperimen yang tidak terduga, tetapi belum ditemukan secara pasti. Para...

Kekeringan jangka panjang mengambil alih AS bagian barat – Tanah dan tanaman berjatuhan

5 Juni 2021 Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda sebagian besar wilayah Amerika Serikat dari Pegunungan Rocky hingga Pantai Pasifik. Untuk tahun kedua berturut-turut, kekeringan melanda...

Energi matahari dan angin dapat meredakan konflik di sekitar bendungan Renaisans Ethiopia di timur laut Afrika

Megaplatinum terletak di Ethiopia, dekat perbatasan dengan Sudan. Ini adalah pembangkit listrik tenaga air terbesar di Afrika. Penulis: © Google Sebuah studi baru...

Newsletter

Subscribe to stay updated.