Исследователи из Университета Карлоса III в Мадриде (UC3M) запатентовали новый пространственный плазменный двигатель, способный приводить в движение спутники и космические корабли, с геометрией и конфигурацией магнитного поля, которые минимизируют потери на стенах и их эрозию, тем самым решая проблемы эффективности, долговечности, и эксплуатационные ограничения двигателей, которые в настоящее время находятся на орбите.
Современные плазменные двигатели потребляют меньше топлива, чем ракеты с химическим сжиганием, что позволяет им выполнять более легкие космические миссии и, как таковые, менее затратные. Однако существуют проблемы сложности и долговечности: для работы им нужны металлические электроды, контактирующие с плазмой, которые со временем разрушаются до такой степени, что устройство перестает работать. «Это ограничивает его эффективность и гибкость, поскольку изменение рабочей точки без воздействия на электроды очень сложно», - пояснил Марио Мерино, исследователь из отдела биоинженерии и аэрокосмической техники UC3M.
Недавно было разработано новое семейство безэлектродных плазменных двигателей для решения части этих проблем. Тем не менее, как зарождающаяся технология, она приносит с собой некоторые другие проблемы. «Эти двигатели имеют цилиндрическую ионизационную камеру, открытую с одной стороны, где плазма ускоряется за счет приложенного магнитного поля. Недостатком является то, что магнитное поле также толкает часть плазмы к задней стенке ионизационной камеры, что приводит к потери в эффективности ", - сказал Мерино.
Новый двигатель, запатентованный UC3M, решает эту проблему, изменяя его конструкцию: вместо цилиндрической камеры он имеет U-образную ионизационную камеру и магнитное поле, разработанное в соответствии с ней, что минимизирует потери плазмы на стенках. «Две стороны буквы U выбрасывают потоки плазмы в форме, которую мы окрестили« двойным магнитным соплом », - сказал Мерино.
Этот двигатель решит проблемы эффективности и долговечности космических двигателей, которые существуют в настоящее время, и обеспечит большую гибкость миссии за счет магнитного отклонения потока плазмы без необходимости использования подвижных частей. Кроме того, он будет удовлетворять потребности в двигательных установках при выполнении космических миссий на различных земных орбитах, таких как орбиты Луны или Марса, менее затратным, более эффективным и надежным способом.