Плазменный двигатель новой конструкции сможет доставить людей на Марс и другие планеты
Пока доставить человека на ближайшие планеты могут лишь двигатели на химическом топливе. Физики предложили плазменный двигатель новой конструкции, основанный на явлении магнитного пересоединения, расчетная тяга которого позволит довольно быстро добраться до ближайших к нам планет
В современных космических плазменных двигателях на эффекте Холла используются электрические поля, которые разгоняют заряженные частицы и выбрасывают их в сторону, обратную направлению движения корабля. В результате возникает тяга, которая и двигает корабль вперед. Такие двигатели эффективнее ионных, но все равно обеспечивают довольно низкую тягу. Из-за этого они используются сегодня только на небольших искусственных спутниках.
Физики из Принстонской лаборатории физики плазмы нашли способ повысить тягу таких установок в 10 раз. Для этого ученые решили применить эффект пересоединения линий магнитного поля — явление, которое наблюдается в атмосфере Солнца. В ходе такого пересоединения линии магнитного поля от разных источников сходятся вместе и перестраиваются. При этом происходит выделение большого количества энергии и разгон частиц до очень высоких скоростей.
Проведенное авторами исследования компьютерное моделирование показало, что новый концептуальный плазменный двигатель сможет генерировать поток частиц со скоростями в сотни километров в секунду — в 10 раз больше, чем у других двигателей. Согласно расчетам ученых, такое увеличение скорости позволит путешествовать с Земли на ближайшие планеты за меньшее время, чем возможно с нынешними химическими ракетными двигателями.
От предыдущих разработок новый двигатель отличается тремя особенностями. Первая заключается в том, что изменение напряженности магнитных полей может увеличить или уменьшить величину тяги. Это позволяет точно настроить скорость корабля. Вторая особенность состоит в том, что новый двигатель выбрасывает не только частицы плазмы, но и плазмоиды — сгустки плазмы, ограниченные магнитными полями. Такие частицы добавляют двигателю мощности. Также концепция нового двигателя позволяет использовать в качестве топлива для него как тяжелые, так и легкие частицы. Настраивая их массу, можно регулировать тягу устройства под конкретную космическую миссию.
Исследование опубликовано в Journal of Plasma Physics.
