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物理学者は、私たちを赤い惑星に打ち上げることができる磁気推力エンジンを設計します

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SpaceXは、火星への実際の乗組員による飛行に向けてスターシップと熱意のテストフェーズを継続しています。これは、米国エネルギー省(DOE)の物理学者ファティマエブラヒミによって考案された興味深い磁気推力ロケットの概念です。 プリンストンプラズマ物理研究所 (PPPL)は、ミッションをはるかに費用効果の高いものにする可能性があります。



私たち自身の太陽系だけでなく、いつか天の川の外の遠方の銀河への深宇宙航海で、従来の化学物質ベースのロケットエンジンよりも優れた安全で持続可能な推進システムの実現可能性は、何よりも天体物理学者の心にあります。

イオンスラスターは、かつては想像力豊かなSF作家の標準的な加速モードであり、現在はNASAの科学者やエンジニアが衛星で使用するポジショニングエンジンとして好まれていますが、耐久性が高く、操作がはるかに安価ですが、加速のための推力はごくわずかです。目的。これは、何百トンもの宇宙船が天を横切って移動している赤い惑星への旅行のための実行可能なオプションではありません。







エブラヒミのプリンストンチームは、太陽フレアを太陽から外側に押し出すのに役立つ同じ基本的な宇宙メカニズムを利用することを含む新しい概念を開発しました。これらの激しい噴火は、プラズマと呼ばれる荷電原子と粒子で構成されており、強力な磁場の中に閉じ込められています。彼らの調査結果は、オンライン調査サイトで公開されました。 Journal of Plasma Physics

バック・トゥ・ザ・フューチャー・コモン・センス・メディア

この動的エネルギーを効果的な推進システムに利用するために、エブラヒミは磁気リコネクションと呼ばれるタイプの相互作用をターゲットにしています。磁気リコネクションでは、高電荷プラズマ環境の磁場が自動的に再構築され、収束、分離、再収束します。

この周期的な反応の結果は、運動エネルギー、熱エネルギー、および粒子加速の印象的な原動力です。この現象は、星だけでなく、地球の大気圏や、PPPLのNational Spherical TorusExperimentなどのトカマク核融合炉でも発生します。

この革新的なスラスターは、プラズマ粒子とプラズモイドと呼ばれる磁性気泡の両方を放出することで動きを生み出し、推進力を高めます。





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「化学ロケットエンジンの比推力が非常に低いため、長距離の移動には数か月から数年かかります。そのため、航空機は速度を上げるのに時間がかかります。」 エブラヒミは説明します 。 「しかし、磁気リコネクションに基づいてスラスターを作ると、長距離ミッションをより短い時間で完了することができると考えられます。他のスラスターはキセノンのような原子で作られた重いガスを必要としますが、この概念では、あなたが望むどんなタイプのガスでも使うことができます。

エブラヒミ

クレジット:Elle Starkman、PPPL Office of Communications、およびITER

磁気スラスターは、さまざまなプローブや宇宙船でますます一般的になりつつある最新のイオンスラスターのように機能します。これらは、キセノンのような重い原子で構成された推進剤ベースを充電し、次に電界を導入してそれらを加速させることによって動作します。エブラフミの興味をそそるコンセプトでは、加速の仕事のために磁場が動員されます。

現在、PPPLコンピューターとカリフォルニア州バークレーのローレンスバークレー国立研究所にある国立エネルギー研究科学計算センターから得られたコンピューターシミュレーションは、磁気リコネクションスラスターが現在使用されている電気推進システムの10倍の速度で排気速度を理論的に製造できることを示しています。

この作業は過去の融合作業に触発されたものであり、宇宙推進のためにプラズモイドと再結合が提案されたのはこれが初めてです。 エブラヒミが追加されました 。次のステップはプロトタイプの作成です!