Nový pohon kosmických lodí využívá technologii slunečních erupcí  
Fatima Ebrahimi z laboratoří PPPL si všimla, že když v tokamaku vznikají magnetické bubliny zvané plazmoidy – díky mechanismu magnetické rekonexe, který bývá k vidění na Slunci při erupcích – tak tyto plazmoidy sviští překvapivou rychlostí. Nakonec vymyslela pohon pro kosmické lodě, který právě plazmoidy využívá.
Fatima Ebrahimi s kosmickou lodí. Kredit: Elle Starkman, PPPL Office of Communications, and ITER.
Fatima Ebrahimi s kosmickou lodí. Kredit: Elle Starkman, PPPL Office of Communications, and ITER.

Vesmír je rozlehlý. Abychom se v něm mohli pohybovat, potřebujeme pohon pro kosmické lodě. Soudobé pohony nejsou zrovna ideální a vědci i vizionáři pracují na nových konceptech pohonů, které by nás jednou mohly přepravovat Sluneční soustavou a možná i za jejími hranicemi.

 

Je mezi nimi i fyzička Fatima Ebrahimi z laboratoří Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL), která vymyslela koncept pohonu kosmických lodí, co by nás dostal v rozumném čase k Marsu i dál do hloubek Sluneční soustavy. Na první pohled zaujme tím, že využívá mechanismus magnetické rekonekce (magnetic reconnection), tedy zkratu magnetických siločar, který se například objevuje při slunečních erupcích anebo na Zemi v tokamacích.

 

Tento pohon, kterému jeho autorka říká „Alfvenic reconnecting plasmoid thruster“, funguje tak, že magnetická pole urychlují elektricky nabité částice plazmatu, které pak vylétají z motoru kosmické lodi a poskytují jí tím tah a pohyb vpřed. Dnes už existují pohony kosmických lodí, které využívají plazma. V těch ale s částicemi hýbou elektrická pole.

 

Princeton Plasma Physics Laboratory, logo.
Princeton Plasma Physics Laboratory, logo.

Ebrahimiovou podle jejích vlastních neinspirovaly sluneční erupce, nýbrž o něco méně mediálně atraktivní výzkum na tokamaku National Spherical Torus Experiment (NSTX) v laboratořích PPPL. Všimla si, že během experimentů vznikají v tokamaku díky magnetickým rekonexím magnetické bubliny přezdívané plazmoidy, které se pohybují rychlostí kolem 20 kilometrů za sekundu. To jí přišlo jako vcelku slušný tah pro kosmickou loď. Z jejího pohonu vylétají částice plazmatu uvnitř plazmoidů. Nápad Ebrahimiové je vlastně pěkným rozšířením výzkumu fúze.

 

National Spherical Torus Experiment. Kredit: PPPL.
National Spherical Torus Experiment. Kredit: PPPL.

Soudobé kosmické pohony s plazmatem a elektrickými poli nejsou příliš výkonné. Ebrahimi si svůj nápad simulovala na počítačích PPPL a také centra National Ebrahimi Energy Research Scientific Computing Center v laboratořích Lawrence Berkeley National Laboratory (LBNL). Simulace ukázaly, že nový typ pohonu s magnetickými rekonexemi a plazmoidy by mohl být podstatně výkonnější než stávající pohony s plazmatem.

 

Ebrahimi rovněž uvádí, že její pohon by měl být mnohem univerzálnější, než dnešní pohony s plazmatem. Například tím, že může využívat libovolný plyn. Soudobé pohony tohoto typu přitom vyžadují plyn s těžkými atomy, jako je třeba xenon. Jak se zdá, nový pohon teoreticky funguje. Dalším krokem, jak odhodlaně říká Ebrahimi, bude prototyp.

 

Literatura

PPPL 27. 1. 2021.

Journal of Plasma Physics 21. 12. 2020.

Datum: 30.01.2021
Tisk článku

Související články:

Mohl by kosmickou loď pohánět urychlovač částic?     Autor: Stanislav Mihulka (14.10.2019)
Project DRACO: DARPA pracuje na kosmické lodi s jaderným pohonem     Autor: Stanislav Mihulka (27.02.2020)
Kosmická loď s fúzním pohonem doletí za 2 roky k Titanu. Jen ho postavit.     Autor: Stanislav Mihulka (21.10.2020)



Diskuze:

Podkritické množství jaderného paliva

Karel Ralský,2021-02-02 20:45:15

nevytváří jen teplo pro vytápění a pohon turbín(současné reaktory), ale i velké stejnosměrné proudy na plášti reaktoru(proto se odvádí velkými vodiči do země), které by se daly v tomto případě využít.Viz pan Václav Dvořák.

Odpovědět

Rychlost

Karel Klement,2021-02-01 21:01:17

V dalších publikacích na webu ohledně Alfvenic reconnecting plasmoid thruster uvádí Fatima Ebrahimi rychlost od 20 do 500 km/s. To je desekrát více než VASIMIR.
S tím už by se dalo cestovat po sluneční soustavě, až na to přetížení.

Odpovědět


Re: Rychlost

Vít Výmola,2021-02-02 13:47:25

Proč přetížení? To je dané velikostí tahu a o ní nic nevíme. Ale zřejmě nebude tah nijak vysoký, podobně jako u jiných pohonů využívajících plazma.

Odpovědět

Dr Voštěp,2021-02-01 15:45:07

Palec nahoru pro Fatimu za její práci , široký úsměv a svobodné vlasy.

Odpovědět

slučování jader

David Pešek,2021-01-31 19:14:54

slučování lehkých atomových jader přímo v komoře/trysce motoru vidím jako ideální a brzy realizovatelný pohon, jedena z možných cest vývoje - malá kapsle je vpuštěna do trysky a v přesný okamžik je zasažena lasery z více směrů o takovém výkonu, že by v kapsli vzrostl tlak i teplota na takovou úroveň co by stačila k zažehnutí krátké fůzní termojaderné reakci, nebo cesta bez laserů - urychlovat dvě kapsle současně a řídit jejich kolizi v trysce, opět potřeba energie dostatečné k iniciování fůze

Odpovědět

Tak už jsou oddělené, to se na transformátoru nepovedlo.

Jiří Pospíšil,2021-01-31 11:33:06

"Dnes už existují pohony kosmických lodí, které využívají plazma. V těch ale s částicemi hýbou elektrická pole." Tady jsou to podle článku pole magnetická.

Odpovědět

Pohon vs Zdroj

Tomáš Černák,2021-01-31 09:50:04

A čím to bude slečna krmit? Problém není pohon, ten umíme udělat s mnohem vyššími výkony, než zvládnou "její" plazmoidy. Problém je zdroj energie pro takový pohon. Na jednom teď dělá Rosatom, ale moc se s tím nechlubí, takže asi to dost drhne. A přitom výsledek bude pro lidské mise takřka nepoužitelný výkon.

Kdyby raději zkoumali nikoliv vedlejší produkty fúze, ale jak tu otevřenou fúzi zrealizovat. To by bylo jiné kafčo.

Odpovědět


Re: Pohon vs Zdroj

Václav Dvořák,2021-01-31 13:50:13

Výkonnější jaderný článek tak jako u některých sond anebo menší reaktor u kosmických lodi?

U tohoto pohonu myslím jde hlavně o efektivitu využití paliva (tj. podstatně menší objem a hmotnost) a možnost použít lépe dostupné palivo než to současné chemické. Kdyby nějaká forma iontového pohonu obecně nahradila chemický pro pohyb ve volném vesmíru, všechno by se dost zjednodušilo.

Odpovědět


Re: Re: Pohon vs Zdroj

Andrej Kvasnica,2021-02-03 23:14:10

ten vykonnejsi jadrovy clanok sa vo vzduchoprazdne dost tazko chladi

Odpovědět


Re: Re: Re: Pohon vs Zdroj

Karel Ralský,2021-02-04 00:45:25

To si nemyslím protože jej spolehlivě "ochladí" unikající plazma využitá k pohonu navíc je možno jej použít k předehřátí plazmy.
Jde jen o to to přesně vyvážit jednotlivé komponenty a aby moc radioaktivity neunikalo ven protože jde přece jen o mírové využití komponentu na rozdíl od možná realizovaného vojenského.

Odpovědět

Oldřich Kamínek,2021-01-31 09:35:53

Elon už na něm maká.

Odpovědět



Tento web používá k poskytování služeb, personalizaci reklam a analýze návštěvnosti soubory cookie. Používáním tohoto webu s tím souhlasíte. Další informace