Dr Fatima Brahimi ir izveidojusi jaunu kodolsintēzes raķešu koncepciju, kas varētu virzīt cilvēkus uz Marsu un ārpus tās.
ASV Enerģētikas departamenta Prinstonas plazmas fizikas laboratorijas (PPPL) fiziķis ir izstrādājis raķeti, kas izmantos magnētiskos laukus, lai plazmas daļiņas – elektriski uzlādētu gāzi – palaistu kosmosa vakuumā.
Saskaņā ar Ņūtona otro un trešo kustības likumu, impulsa saglabāšana nozīmē raķetes virzīšanu uz priekšu – un ar ātrumu desmit reizes ātrāk nekā līdzīgas ierīces.
Kamēr pašreizējie kosmosa pārbaudītie plazmas dzinēji izmanto elektriskos laukus, lai virzītu daļiņas, jaunā raķešu konstrukcija tos paātrinās, izmantojot magnētisko atkārtotu savienojumu.
Šis process ir sastopams visā Visumā, bet cilvēcei tas ir visvairāk pamanāms uz saules virsmas. Kad magnētiskā lauka līnijas tur saplūst, pirms atvienošanās un pēc tam atkal savienojuma tiek izveidots milzīgs enerģijas daudzums.
Līdzīga enerģija tiek ražota gredzenveida mašīnās, kas pazīstamas kā tokamaki, magnētiskā izolācijas ierīce, kas ir arī praktiska kodolsintēzes reaktora galvenā kandidāte.
“Es kādu laiku gatavoju šo koncepciju,” sacīja PPPL vadošā pētniece Fatima Ibrahimi, kas publicējusi savu darbu, kurā sīki aprakstīts izgudrojums žurnālā Plasma Physics.
“Ideja man radās 2017. gadā, kad es sēdēju uz klāja un domāju par līdzībām starp automašīnas izplūdes gāzēm un ātrgaitas izplūdes daļiņām, ko ģenerēja National Globe Ring (NSTX) eksperiments no PPPL,” viņa sacīja.
NSTX ir laboratorijas pašreizējā galvenā kodolsintēzes objekta flagmanis, un tas tiek izmeklēts ar ASV Enerģētikas departamenta finansējumu.
Dr Ibrahimi piebilda: “Darbojoties, šis tokamaks rada magnētiskus burbuļus, kurus sauc par plazmīdām, kas pārvietojas ar ātrumu aptuveni 20 kilometri sekundē, un tas man likās daudz kā vilce.”
Kodolsintēze ir spēks, kas pārvieto sauli un zvaigznes. Tas apvieno gaismas elementus plazmas formā – karsto, uzlādēto vielas stāvokli, ko veido brīvie elektroni, un atoma kodolu, kas veido 99% no redzamā Visuma, lai radītu milzīgu enerģijas daudzumu.
Ja reaktoru varētu rekonstruēt, darbojoties uz tiem pašiem principiem, tas nodrošinātu “gandrīz neizsmeļamu enerģijas piegādi elektroenerģijas ražošanai” saskaņā ar PPPl.
Tehnoloģija izmanto to pašu procesu, ko mēs redzam saules uzliesmojumos
Doktora Brahimi jaunā koncepcija nodrošina daudz labāku sniegumu nekā pašreizējie plazmas virzītāji datorsimulācijās – radot izplūdes gāzu ātrumu līdz simtiem kilometru sekundē, desmit reižu ātrāk nekā citiem dzinējiem.
Fiziķis teica, ka šis ātrāks ātrums kosmosa kuģa lidojuma sākumā var padarīt eksoplanētas pieejamas astronautiem.
“Tālsatiksmes braucieni prasa mēnešus vai gadus, jo ķīmisko raķešu dzinēju īpatnējais vilces spēks ir ļoti zems, tāpēc transportlīdzeklim vajadzīgs zināms laiks, lai sasniegtu ātrumu,” viņa teica.
“Bet, ja mēs uzbūvētu dzinējspēkus, pamatojoties uz magnētisko atkārtotu savienojumu, tad mēs varētu veikt tālsatiksmes misijas īsākā laika posmā.”
Viņa apgalvoja, ka viņas motivācijas jēdziens izriet tieši no kodolsintēzes enerģijas pētījumiem. “Šis darbs ir iedvesmots no iepriekšējiem kodolsintēzes darbiem, un šī ir pirmā reize, kad plazmoīdi tiek piedāvāti un atkal savienoti ar kosmosa piedziņu,” sacīja doktors Ibrahimi. “Nākamais solis ir prototipa izveide!”
