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

Skrining sinar-X mengidentifikasi obat yang menjanjikan untuk pengobatan COVID-19

Sebuah tim peneliti, termasuk ilmuwan MPSD, telah mengidentifikasi beberapa kandidat untuk melawan obat tersebut SARS-CoV-2 coronavirus menggunakan sumber cahaya sinar-X PETRA III di German...

Teori konspirasi memengaruhi perilaku kita – bahkan jika kita tidak mempercayainya!

Paling tidak karena COVID-19 pandemi, teori konspirasi lebih relevan dari sebelumnya. Mereka diberitakan dan didiskusikan di hampir semua media dan komunikasi. Tapi...

“Doodle Ringan” Nyata dalam Waktu Nyata

Para peneliti di Tokyo Metropolitan University telah merancang dan menerapkan algoritme yang disederhanakan untuk mengubah garis yang digambar secara bebas menjadi hologram pada CPU...

Teleskop Webb NASA menyertakan tabir surya seukuran lapangan tenis untuk perjalanan jutaan kilometer

Kedua wajah tabir surya James Webb Space Telescope dinaikkan secara vertikal untuk mempersiapkan pelipatan lapisan tabir surya. Kredit: NASA / Chris Gunn Insinyur bekerja...

Mineralogi Hangat Global Mengelola Pusat Perlindungan Kehidupan Batin

Tim lapangan DeMMO dari kiri ke kanan: Lily Momper, Brittany Kruger, dan Caitlin Casar mengambil sampel air yang meledak dari toilet DeMMO. Pendanaan:...

Newsletter

Subscribe to stay updated.