A plazmahajtómű az elektromos meghajtás egy olyan formája, amelyet egy napon űrhajók távoli bolygókra való eljuttatására használhatnak. A kutatók a helicon double-layer thruster-t (HDLT) – vagyis egy olyan plazmahajtómű rendszer prototípusát dolgozták ki, amely rádiófrekvenciás váltakozó áramot használ a gáz ionizálására és plazma előállítására. A rendszer gázt fecskendez be egy nyitott végű csőbe, ahol az ezt körülvevő antenna által előállított rádiófrekvenciás váltóáram elektromágnesesen ionizálja a gázt. A plazmát ezután felgyorsítják, hogy tolóerőt generáljanak az űrhajók számára – számol be róla a The Debrief.

Jól halad a nukleáris ionhajtómű fejlesztése, ami egy hónapra csökkentené a Mars-utazás időtartamát A NASA szerint a jelenlegi rakétatechnológiával nagyjából kilenc hónapba telne eljutni a vörös bolygóra, de az Ad Astra Rocket Company már dolgozik a megoldáson.

A plazmahajtómű esetén értelemszerűen plazmát, egy nagy töltésű gázt használnak tehát az űrhajók tolóerejének generálására. Normális esetben, amikor a plazmát laboratóriumban állítják elő, nehéz azt szabályozni, mert a plazmaállapotot fenntartó mágneses erővonalak befolyásolják a viselkedését. A kutatók most viszont megtalálták a plazma szabályozásának módját, ami utat nyithat az űrkutatásban történő alkalmazáshoz. A mostani kísérletek során ugyanis sikeresen csökkentették a táguló plazmák és a semlegesített leváló ionok eltérését, ami eddig lényegében lenullázta a meghajtóerőt – és ezek az eredmények potenciális áttörést jelentenek a tehát régóta a technológia útjában álló plazmaleválási probléma leküzdésében. Hozzá kell tenni, hogy mindez laboratóriumi környezetre vonatkozik jelenleg. Ám ettől független a kutatók úgy vélik, hogy a friss eredmények jelentős hatással lehetnek a HDLT teljesítményére, egyben előkészíthetik az utat a jövőbeli űrrepülési rendszerek fejlesztéséhez. Mint az egyik kutató fogalmaz:

„Ezek az eredmények megnyitják az utat egy új típusú plazma meghajtórendszer kifejlesztésére, amely alkalmazható lenne mind az űrkutatásban, mind a műholdak esetén.”

A HDLT eredetileg Rod W. Boswell, a mostani tanulmány egyik társszerzője által kifejlesztett technológiákon alapult. Boswell szerint a csapat eredményeinek „izgalmas következményei” lehetnek a plazmahajtási technológia fejlesztésére. Mindez viszont hangsúlyosan a jövőre vonatkozik, vagyis a mostani eredmény önmagában nem jelenti, hogy már holnap ilyen hajtóműveket szerelnek az űreszközökre. Mint ugyanis az egyik kutató nyilatkozott a lapnak:

„A repülési modell fejlesztése során még számos mérnöki kihívást kell megoldani, mint például a rádiófrekvenciás rendszer, a termikus tervezés, a tartósság és az élettartam tesztelése. Olyan egyetemi környezetben dolgozunk, amely inkább a tolómotorok prototípus-készítésére alkalmas. Ahhoz viszont, hogy egy ekkora hajtómű-rendszert alkalmassá tegyünk az űrben történő tényleges használatra, ipari és/vagy űrügynökségi partnerekre lesz szükségünk.”

Mint azt a The Debrief ennek kapcsán megemlíti, a partnerek terén nem feltétlen lesz probléma, mivel a közelmúltban a NASA már jelezte, hogy szívesen együttműködnének a kutatócsapattal, és erre jó okuk van a The Debrief cikke szerint:

„Míg a kémiai rakétahajtás továbbra is a jelenlegi gyakorlat a 21. századi űrutazásban az általa generált lenyűgöző tolóerő miatt, a kémiai hajtóanyagok égési sebessége még mindig sokkal kevésbé hatékony, mint a plazma-meghajtórendszerek működése. Ezenkívül a fajlagos impulzusok alacsony sebessége csökkenti a kémiai rakétahajtással elérhető maximális sebességet, ezáltal megnöveli az űrutazáshoz szükséges időt ezzel a meghajtási módszerrel, ami különösen megnehezíti a közeli bolygókra irányuló, jövőbeli emberes űrküldetéseket. Ezzel szemben a plazma-tolóerős meghajtórendszerek gyorsabb és hatékonyabb űrutazást tesznek tehát lehetővé.”

(A cikkhez használt kép illusztráció, forrása: ESA)