Reaktor Helicon sedang beroperasi. Kredit gambar: ESA Klik untuk membesarkan
ESA telah mengesahkan prinsip tujahan ruang baru yang akhirnya dapat memberikan daya tuju lebih banyak daripada teknik pendorong elektrik hari ini. Konsep ini adalah konsep yang bijak, diilhamkan oleh aurorae utara dan selatan, cahaya di langit yang menandakan peningkatan aktiviti solar.
"Pada dasarnya konsep mengeksploitasi fenomena semula jadi yang kita lihat berlaku di ruang angkasa," kata Dr Roger Walker dari Pasukan Konsep Lanjutan ESA. "Bila angin suria, plasma? gas elektrik yang dikeluarkan oleh Matahari, mencecah medan magnet Bumi, ia mewujudkan batas yang terdiri daripada dua lapisan plasma. Setiap lapisan mempunyai sifat elektrik yang berbeza dan ini dapat mempercepat beberapa zarah angin suria melintasi sempadan, menyebabkan mereka bertabrakan dengan atmosfer Bumi dan membuat aurora. "
Pada dasarnya, lapisan ganda plasma adalah setara elektrostatik air terjun. Sama seperti molekul air mengambil tenaga ketika jatuh di antara dua ketinggian yang berbeza, begitu juga zarah bermuatan elektrik mengambil tenaga ketika mereka melalui lapisan sifat elektrik yang berlainan.
Para penyelidik Christine Charles dan Rod Boswell di Universiti Nasional Australia di Canberra, pertama kali membuat lapisan ganda plasma di makmal mereka pada tahun 2003 dan menyedari sifat mempercepat mereka dapat memungkinkan pendorong kapal angkasa baru. Ini mendorong kumpulan itu mengembangkan prototaip yang disebut Helicon Double Layer Thruster.
Kajian ESA baru, yang dilakukan sebagai sebahagian daripada program penyelidikan akademik Ariadna ESA bekerjasama dengan Ecole Polytechnique, Paris, mengesahkan penemuan Australia dengan menunjukkan bahawa dalam keadaan yang dikendalikan dengan teliti, lapisan ganda dapat terbentuk dan tetap stabil, yang memungkinkan percepatan berterusan zarah-zarah bermuatan dalam rasuk. Kajian ini juga mengesahkan bahawa lapisan dua yang stabil dapat dibuat dengan campuran gas propelan yang berbeza.
"Kerjasama ini sangat baik," kata Dr Pascal Chabert, dari Laboratoire de Physique et Technologie des Plasmas, Ecole Polytechnique. ? Ini adalah permulaan yang nyata bagi saya dan telah memberi saya banyak idea baru untuk konsep propulsi plasma untuk disiasat dengan Pasukan Konsep Lanjutan. Arah baru untuk makmal kami membawa paten pada alat pendorong elektrik baru yang menjanjikan yang disebut Elektronegatif Plasma Thruster.?
Untuk membuat lapisan dua, Chabert dan rakan sekerja membuat tiub berlubang di sekitarnya yang dililitkan antena radio. Gas argon terus dipam ke tiub dan antena memancarkan gelombang radio helikoid 13 megahertz. Ini mengionkan argon mencipta plasma. Medan magnet yang berbeza di hujung tiub kemudian memaksa plasma meninggalkan paip untuk mengembang. Ini memungkinkan dua plasma yang berlainan terbentuk, hulu di dalam tiub dan hilir, dan oleh itu lapisan ganda diciptakan di sempadannya. Ini mempercepat plasma argon lebih jauh dari tiub ke dalam sinar supersonik, mewujudkan daya tuju.
Pengiraan menunjukkan bahawa penekan lapisan dua helikon akan memakan sedikit lebih banyak ruang daripada pendorong elektrik utama pada misi SMART-1 ESA, namun ia berpotensi memberikan daya tarikan berkali-kali lebih banyak pada kekuatan yang lebih tinggi hingga 100 kW sambil memberikan yang serupa kecekapan bahan api.
Pada langkah seterusnya, ESA kini akan membuat simulasi komputer terperinci mengenai plasma di dalam dan di sekitar pendorong dan menggunakan hasil makmal untuk mengesahkan ketepatannya, sehingga prestasi dalam ruang dapat dinilai sepenuhnya dan pendorong eksperimen daya tinggi yang lebih besar dapat disiasat pada masa akan datang.
Sumber Asal: Portal ESA
