Reator Helicon em operação. Crédito da imagem: ESA Clique para ampliar
A ESA confirmou o princípio de um novo propulsor espacial que pode dar muito mais impulso do que as técnicas de propulsão elétrica atuais. O conceito é engenhoso, inspirado nas auroras norte e sul, os brilhos no céu que sinalizam o aumento da atividade solar.
? Essencialmente, o conceito explora um fenômeno natural que vemos ocorrendo no espaço? diz o Dr. Roger Walker, da Equipa de Conceitos Avançados da ESA. “Quando o vento solar, um? Plasma? de gás eletrificado liberado pelo Sol, atinge o campo magnético da Terra, cria um limite que consiste em duas camadas de plasma. Cada camada tem propriedades elétricas diferentes e isso pode acelerar algumas partículas do vento solar através da fronteira, fazendo com que colidam com a atmosfera da Terra e criem a aurora. ”
Em essência, uma dupla camada de plasma é o equivalente eletrostático de uma cascata. Assim como as moléculas de água captam energia à medida que caem entre as duas alturas diferentes, as partículas carregadas eletricamente captam energia à medida que viajam através das camadas de diferentes propriedades elétricas.
As pesquisadoras Christine Charles e Rod Boswell, da Universidade Nacional Australiana de Canberra, criaram primeiro camadas duplas de plasma em seu laboratório em 2003 e perceberam que suas propriedades de aceleração poderiam permitir novos propulsores de naves espaciais. Isso levou o grupo a desenvolver um protótipo chamado Helicon Double Layer Thruster.
O novo estudo da ESA, realizado como parte do programa de pesquisa acadêmica Ariadna da ESA em associação com a Ecole Polytechnique, Paris, confirma as descobertas australianas, mostrando que sob condições cuidadosamente controladas, a camada dupla pode ser formada e permanecer estável, permitindo a aceleração constante de partículas carregadas em um feixe. O estudo também confirmou que camadas duplas estáveis podem ser criadas com diferentes misturas de gases propulsores.
? A colaboração foi absolutamente excelente? diz o Dr. Pascal Chabert, do Laboratório de Física e Tecnologia dos Plasmas, Ecole Polytechnique. ? Foi um verdadeiro pontapé inicial para mim e me deu muitas idéias novas para os conceitos de propulsão a plasma a serem investigados com a Equipe de Conceitos Avançados. A nova direção para o nosso laboratório levou a uma patente de um novo e promissor dispositivo de propulsão elétrica chamado Propulsor de Plasma Eletronegativo.
Para criar a dupla camada, Chabert e colegas criaram um tubo oco ao redor do qual foi enrolada uma antena de rádio. O gás argônio era bombeado continuamente para dentro do tubo e a antena transmitia ondas de rádio helicoidal de 13 megahertz. Isso ionizou o argônio criando um plasma. Um campo magnético divergente no final do tubo forçou o plasma a sair do tubo para expandir. Isso permitiu a formação de dois plasmas diferentes, a montante dentro do tubo e a jusante, e assim a camada dupla foi criada em seus limites. Isso acelerou ainda mais o plasma de argônio do tubo para um feixe supersônico, criando impulso.
Os cálculos sugerem que um propulsor de dupla camada para helicópteros ocuparia um pouco mais de espaço do que o principal propulsor elétrico na missão SMART-1 da ESA, mas poderia potencialmente oferecer muitas vezes mais propulsão em potências mais altas de até 100 kW, proporcionando um desempenho semelhante. eficiência do combustível.
Nas próximas etapas, a ESA construirá uma simulação detalhada por computador do plasma dentro e ao redor do propulsor e usará os resultados do laboratório para verificar sua precisão, para que o desempenho no espaço possa ser totalmente avaliado e que propulsores experimentais de alta potência maiores possam ser investigado no futuro.
Fonte original: ESA Portal
