運転中のヘリコン原子炉。画像クレジット：ESAクリックして拡大
ESAは、最終的に今日の電気推進技術よりもはるかに大きな推力を与える可能性のある新しいスペーススラスタの原理を確認しました。コンセプトは独創的なもので、北と南のオーロラに触発され、太陽活動の増加を示す空の輝きです。
本質的には、この概念は、私たちが宇宙で起こっているのを見ている自然現象を利用していますか？ ESAの高度な概念チームのロジャーウォーカー博士は言います。 「太陽風、プラズマ？太陽から放出された帯電ガスが地球の磁場に当たると、2つのプラズマ層からなる境界が作成されます。各層には異なる電気的特性があり、これが境界を横切る太陽風の一部の粒子を加速し、それらが地球の大気と衝突してオーロラを作り出す可能性があります。」
本質的に、プラズマの二重層は、滝と静電的に同等です。水分子が2つの異なる高さの間に入るときにエネルギーを拾うのと同じように、帯電した粒子が異なる電気的特性の層を通過するときにエネルギーを拾います。
キャンベラにあるオーストラリア国立大学の研究者であるクリスティンチャールズとロッドボスウェルは、2003年に彼らの研究室でプラズマ二重層を最初に作成し、その加速特性が新しい宇宙船スラスタを可能にすることに気づきました。これにより、グループはHelicon Double Layer Thrusterと呼ばれるプロトタイプを開発しました。
ESAのAriadnaアカデミックリサーチプログラムの一環としてパリのEcole Polytechniqueと共同で実施された新しいESA研究は、慎重に制御された条件下で二重層が形成され、安定した状態を保ち、一定の加速を可能にすることを示すことにより、オーストラリアの調査結果を確認します。ビーム中の荷電粒子の。研究はまた、安定した二重層が異なる推進剤ガス混合物で作成され得ることを確認しました。
？コラボレーションは本当に素晴らしいものでしたか?? Ecole Polytechnique、Laboratoire de Physique et Technologie des PlasmasのPascal Chabert博士は言います。それは私にとって本当にキックオフであり、プラズマ推進コンセプトの多くの新しいアイデアをAdvanced Conceptsチームで調査するために私に与えてくれました。私たちの研究室の新しい方向性は、電気陰性プラズマスラスタと呼ばれる有望な新しい電気推進装置の特許をもたらしました。
二重層を作成するために、Chabert氏らは、無線アンテナが巻かれた中空のチューブを作成しました。アルゴンガスが連続的にチューブにポンプで送られ、アンテナは13メガヘルツのヘリコイド電波を送信しました。これによりアルゴンがイオン化され、プラズマが生成されました。次に、管の端で発散する磁場が、管を離れるプラズマを強制的に膨張させました。これにより、チューブ内の上流と下流の2つの異なるプラズマを形成できるようになり、その境界に二重層が作成されました。これにより、チューブからさらにアルゴンプラズマが超音速ビームに加速され、推力が発生しました。
計算によると、ヘリコン2層スラスタは、ESAのSMART-1ミッションのメインの電気スラスタよりも少し多くのスペースを必要としますが、同様の能力を提供しながら、最大100 kWの高出力で何倍も多くの推力を提供できる可能性があります燃料効率。
ESAは次のステップで、スラスタ内とその周辺のプラズマの詳細なコンピュータシミュレーションを構築し、実験室の結果を使用してその精度を検証します。これにより、空間内性能を完全に評価し、大出力の実験用スラスタを使用できます。将来調査されます。
元のソース：ESAポータル
