Вчені з Прінстонської лабораторії фізики плазми запропонували двигун нової конструкції для космічних подорожей. У ньому потік заряджених частинок прискорюється за допомогою магнітного пересоєднання.
Поки доставити людину на найближчі планети можуть лише двигуни на хімічному паливі. Фізики запропонували плазмовий двигун нової конструкції, заснований на явищі магнітного пересоєднання, розрахункова тяга якого дозволить досить швидко дістатися до найближчих до нас планет
У сучасних космічних плазмових двигунах на ефекті Холла використовуються електричні поля, які розганяють заряджені частинки і викидають їх у бік, зворотній напрямку руху корабля. В результаті виникає тяга, яка і рухає корабель вперед. Такі двигуни ефективніші за іонні, але все одно забезпечують досить низьку тягу. Через це вони використовуються сьогодні тільки на невеликих штучних супутниках.
Фізики з Прінстонської лабораторії фізики плазми знайшли спосіб підвищити тягу таких установок у 10 разів. Для цього вчені вирішили застосувати ефект пересоєднання ліній магнітного поля - явище, яке спостерігається в атмосфері Сонця. Під час такого пересоєднання лінії магнітного поля від різних джерел сходяться разом і перебудовуються. При цьому відбувається виділення великої кількості енергії і розгін частинок до дуже високих швидкостей.
Проведене авторами дослідження комп'ютерне моделювання показало, що новий концептуальний плазмовий двигун зможе генерувати потік частинок зі швидкостями в сотні кілометрів на секунду - в 10 разів більше, ніж у інших двигунів. Згідно з розрахунками вчених, таке збільшення швидкості дозволить подорожувати з Землі на найближчі планети за менший час, ніж можливо з нинішніми хімічними ракетними двигунами.
Від попередніх розробок новий двигун відрізняється трьома особливостями. Перша полягає в тому, що зміна напруженості магнітних полів може збільшити або зменшити величину тяги. Це дозволяє точно налаштувати швидкість корабля. Друга особливість полягає в тому, що новий двигун викидає не тільки частинки плазми, але і плазмоїди - згустки плазми, обмежені магнітними полями. Такі частинки додають двигуну потужності. Також концепція нового двигуна дозволяє використовувати в якості палива для нього як важкі, так і легкі частинки. Налаштовуючи їх масу, можна регулювати тягу пристрою під конкретну космічну місію.
Дослідження опубліковано в Journal of Plasma Physics.