เครื่องปฏิกรณ์เฮลิคอนกำลังทำงาน เครดิตรูปภาพ: ESA คลิกเพื่อขยาย
อีเอสเอยืนยันหลักการของทรัสเตอร์อวกาศใหม่ซึ่งในที่สุดอาจให้แรงขับมากกว่าเทคนิคการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าในปัจจุบัน แนวคิดนี้เป็นแนวคิดที่แยบยลซึ่งได้รับแรงบันดาลใจจากแสงออโรร่าทางเหนือและทางใต้แสงจากท้องฟ้าที่ส่งสัญญาณถึงกิจกรรมแสงอาทิตย์เพิ่มขึ้น
แนวคิดหลักใช้ประโยชน์จากปรากฏการณ์ธรรมชาติที่เราเห็นเกิดขึ้นในอวกาศ Dr Roger Walker จากทีมแนวคิดขั้นสูงของ ESA กล่าว “ เมื่อลมสุริยะเป็นพลาสม่า? ก๊าซที่ปล่อยออกมาจากดวงอาทิตย์กระทบกับสนามแม่เหล็กของโลกมันสร้างเขตแดนที่ประกอบด้วยชั้นพลาสมาสองชั้น แต่ละชั้นมีคุณสมบัติทางไฟฟ้าที่แตกต่างกันและสิ่งนี้สามารถเร่งอนุภาคบางส่วนของลมสุริยะข้ามขอบเขตทำให้พวกเขาชนกับชั้นบรรยากาศของโลกและสร้างแสงออโรร่า "
ในสาระสำคัญพลาสม่าสองชั้นคือเทียบเท่าไฟฟ้าสถิตของน้ำตก เช่นเดียวกับโมเลกุลของน้ำที่รับพลังงานขณะที่ตกลงระหว่างความสูงที่แตกต่างกันทั้งสองดังนั้นอนุภาคที่มีประจุไฟฟ้าจึงรับพลังงานเมื่อเดินทางผ่านชั้นต่าง ๆ ของคุณสมบัติทางไฟฟ้า
นักวิจัยคริสตินชาร์ลส์และร็อดบอสเวลล์ที่มหาวิทยาลัยแห่งชาติออสเตรเลียในแคนเบอร์ราได้สร้างพลาสมาสองชั้นเป็นครั้งแรกในห้องปฏิบัติการในปี 2546 และตระหนักว่าคุณสมบัติเร่งความเร็วของพวกเขาสามารถเปิดใช้งานยานอวกาศขับดันใหม่ สิ่งนี้ทำให้กลุ่มพัฒนาต้นแบบที่เรียกว่า Helicon Double Layer Thruster
การศึกษา ESA ใหม่ซึ่งดำเนินการโดยเป็นส่วนหนึ่งของโครงการวิจัยทางวิชาการ Ariadna ของ ESA ร่วมกับ Ecole Polytechnique ปารีสยืนยันการค้นพบของออสเตรเลียโดยแสดงให้เห็นว่าภายใต้เงื่อนไขที่ควบคุมอย่างระมัดระวังชั้นสองจะเกิดขึ้นและยังคงเสถียร ของอนุภาคที่มีประจุในลำแสง การศึกษายังยืนยันว่าสองชั้นที่มั่นคงสามารถสร้างขึ้นได้ด้วยส่วนผสมของก๊าซเชื้อเพลิง
การทำงานร่วมกันนั้นยอดเยี่ยมอย่างแน่นอน ดร. Pascal Chabert จาก Laboratoire de Physique และ Technologie des Plasmas, Ecole Polytechnique กล่าว มันเป็นการเริ่มต้นที่ดีสำหรับฉันและทำให้ฉันมีความคิดใหม่ ๆ มากมายสำหรับแนวคิดการขับเคลื่อนพลาสม่าในการตรวจสอบกับทีมแนวคิดขั้นสูง ทิศทางใหม่สำหรับห้องปฏิบัติการของเราได้นำไปสู่การจดสิทธิบัตรอุปกรณ์ขับเคลื่อนไฟฟ้าแบบใหม่ที่เรียกว่า Electronegative Plasma Thruster
ในการสร้างเลเยอร์สองชั้น Chabert และเพื่อนร่วมงานได้สร้างท่อกลวงรอบ ๆ ซึ่งเป็นแผลของเสาอากาศวิทยุ ก๊าซอาร์กอนถูกสูบอย่างต่อเนื่องในหลอดและเสาอากาศส่งคลื่นวิทยุ helicoidal ที่ 13 เมกะเฮิรตซ์ สิ่งนี้ทำให้อิออนอาร์กอนสร้างพลาสมา สนามแม่เหล็กที่แยกออกตรงปลายท่อแล้วบังคับให้พลาสมาออกจากท่อเพื่อขยาย สิ่งนี้ทำให้เกิด plasmas สองแบบที่แตกต่างกันที่จะเกิดขึ้นต้นน้ำภายในหลอดและปลายน้ำและเพื่อให้ชั้นสองถูกสร้างขึ้นที่ขอบเขตของพวกเขา พลาสมาอาร์กอนที่เร่งเพิ่มขึ้นนี้จากหลอดไปสู่ลำแสงเหนือเสียงสร้างแรงผลักดัน
การคำนวณแนะนำว่า helicon double layer thruster จะใช้พื้นที่เพิ่มขึ้นเล็กน้อยจาก thruster ไฟฟ้าหลักในภารกิจ SMART-1 ของ ESA แต่ก็สามารถส่งแรงขับได้มากกว่าเดิมที่กำลังสูงถึง 100 kW ในขณะเดียวกัน ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิง
ในขั้นตอนถัดไป ESA จะสร้างการจำลองด้วยคอมพิวเตอร์โดยละเอียดของพลาสมาทั้งในและรอบ ๆ ทรัสเตอร์และใช้ผลการตรวจทางห้องปฏิบัติการเพื่อตรวจสอบความถูกต้องเพื่อให้ประสิทธิภาพในพื้นที่สามารถประเมินได้อย่างเต็มที่ ตรวจสอบในอนาคต
แหล่งดั้งเดิม: ESA Portal
