|
Ученые создали плазменный двигатель
|
|
|
|
Странно думать о космосе как о “замусоренном”. В конце концов, Вселенная настолько огромна, что человеческому разуму почти невозможно полностью охватить ее необъятность. Однако в окрестностях орбиты Земли накапливается мусор, и если произойдет один из многих предполагаемых наихудших сценариев (известный как синдром Кесслера), этот лабиринт космического мусора может полностью перекрыть нам доступ к Солнечной системе.
|
|
|
|
Ученые придумали два способа решения этой головоломки — контактный и бесконтактный. Относительно самоочевидно, что каждый из этих двух лагерей содержит различные методы, предназначенные для замедления движения космического мусора, чтобы он мог безопасно сойти с орбиты, будь то путем физического закрепления на обломках или манипулирования ими без прямого контакта (обычно с помощью лазеров или ионных лучей). Поскольку многие из этих обломков неконтролируемо падают, бесконтактный метод получил некоторое распространение, и теперь новое исследование, опубликованное в журнале Scientific Reports учеными из Университета Тохоку в Японии, возможно, наткнулось на лучший на сегодняшний день метод.
|
|
|
|
“Большинство современных методов удаления космического мусора основаны на прямом контакте и сопряжены с риском запутаться в неконтролируемом движении мусора”, - говорится в заявлении для прессы Казунори Такахаши, автора исследования. - Более поздние работы были сосредоточены на использовании плазменного двигателя для торможения обломков и вытеснения их с орбиты”.
|
|
|
|
|
|
|
Идея Такахаши восходит к другому исследованию 2018 года (также опубликованному в Scientific Reports), в котором он впервые описывает свой “двунаправленный двигатель” - по сути, конструкцию с двумя плазменными пучками, которые противодействуют друг другу и нарушают Третий закон движения Ньютона. Хотя этот метод работал на небольших фрагментах космического мусора, плазменному двигателю не хватало мощности, чтобы вывести с орбиты более крупные спутники. Для решения этой проблемы Такахаши черпал вдохновение в термоядерных реакторах, в частности, в “остром магнитном поле”.
|
|
|
|
Эти специальные поля используются для того, чтобы плазма не взаимодействовала со стенками реакторов, а вместо этого являлась точкой соприкосновения противоположных магнитных полей. Согласно IEEE Spectrum, это столкновение на короткое время приводит к изменению направления силы. Такахаши надеялся, что применение остроконечного магнитного поля сможет увеличить мощность его плазменного двигателя, по существу, за счет сдерживания как плазмы, так и направления тяги.
|
|
|
|
При испытаниях в вакуумных трубках, используемых для имитации условий невесомости на НОО, Такахаши обнаружил, что сила торможения космического аппарата увеличилась, а при высокой мощности он обеспечивал в три раза большую силу торможения, чем его версия 2018 года. На таком высоком уровне (около 5 киловатт) двунаправленный плазменный двигатель создавал силу толчка в 25 миллиньютонов (мН), что всего на 5 мН меньше порогового значения для замедления обломков весом в одну тонну за 100 дней.
|
|
|
|
“Это достижение представляет собой значительный технологический прогресс в разработке двигательной установки, способной эффективно и безопасно удалять космический мусор”, - сказал Такахаши в заявлении для прессы.
|
|
|
|
Это не совсем означает, что этот “двунаправленный радиочастотный плазменный двигатель типа cusp” готов к упаковке и отправке на LEO. Понимание сложностей сохранения безопасной дистанции от опасного космического мусора при одновременном замедлении в течение нескольких месяцев - это не просто сложная задача. Конечно, есть еще одна причина, по которой двунаправленные ракеты не особенно популярны — в два раза больше ракеты, в два раза больше топлива. К счастью, плазменные двигатели намного экономичнее химических ракет, но чем тяжелее космический корабль, тем дороже запуск.
|
|
|
|
И еще предстоит много работы по очистке.
|
|
|
|
Источник
|
