Ученые из Университета Тохоку (Япония), исследующие воздействие осевых магнитных полей на плазму, совершили шаг вперед к созданию космических кораблей с плазменной силовой установкой.

Существует множество способов привести в движение космический корабль, со своими «за» и «против», и один из самых распространенных — электрический плазменный ракетный двигатель. Его удобно использовать для маневров, когда аппарат уже вышел на орбиту, поскольку он обычно потребляет меньше топлива, чем химический.

Японские инженеры обратили внимание на новую технологию в области плазменных двигателей — магнитное сопло, в котором ускоряется плазма. В лабораторных условиях плазма в магнитном сопле двигает комический аппарат в одном направлении, а магнитное поле — в обратном, как отталкивающие друг друга магниты. Поэтому плазма в магнитных соплах распыляет магнитное поле, а поскольку оно замкнуто и направлено на космический аппарат, плазма, под воздействием поля, тоже смещается в обратную сторону, сводя на нет суммарное осевое усилие.

Для того чтобы решить эту проблему, Кацунори Такахаши и Акира Андо предложили новую конструкцию магнитного сопла, в которой силовые линии магнитного поля вытянуты до бесконечности потоком плазмы. В результате исследований они пришли к выводу, что поток плазмы может направлять магнитное поле в противоположном от космического корабля направлении, поддерживая тягу, созданную магнитным соплом. И хотя вытягивание магнитного поля должен происходить, когда поток плазмы достигает определенного ускорения (альфвеновские волны), эксперимент показал, что в данном случае это происходит на более низкой скорости.

Пока изменение силы поля всего несколько процентов от силы приложенного магнитного поля, но это важный первый шаг в создании улучшенного плазменного двигателя и понимании поведения плазмы в естественных условиях, пишет Phys.org.

По общему мнению, плазменные ракетные двигатели не могут работать вне вакуума, но инженеры Технического университета Берлина собираются опровергнуть это утверждение и разрабатывают двигатели, способные работать при давлении в 1 атм. Будущие реактивные самолеты, оборудованные ими, смогут развивать скорость до 20 км/с.