Fúziós rakéta tolóerő-koncepció

A címben szereplő nőt Dr. Fatima Ebrahiminek hívják, és egy olyan új fúziós rakéta tolóerő-koncepcióval állt elő, mely képes lehet az embereket a Marsra juttatni és talán még messze azon túl is. Az amerikai Energiaügyi Minisztérium Princetoni Plazmafizikai Laboratóriumában (PPPL) dolgozó fizikus rakétahajtóműve mágneses mezők segítségével lő ki plazmarészecskéket, gyakorlatilag elektromosan töltött gázt, egyenesen az űr vákuumába.

Newton második és harmadik mozgástörvénye szerint a lendületmegmaradás értelmében, a rakéta ezek után a meghajtás miatt előre mozdul, ráadásul tízszer nagyobb sebességgel, mint azt a számok  a koncepcióval összehasonlítható eszközök esetében mutatják.

Búcsú a naprendszertől: a Voyager 1 és 2 felfedezései A Voyager űrszondák eddigi történetük során mindig megbízhatóan szállították az izgalmas főoldalas híreket, nem is okozott hát nagy meglepetést november elején, hogy ismét vastagon szedik nevüket a lapok. A Voyager 2 ugyanis kilépett a csillagközi térbe és azonnal talált is valami furcsát. De pontosan mit? Mivel a trash oldalak is ráugrottak a témára tele lett a net bruttó butasággal. Öntsünk tiszta vizet a pohárba.

Míg a jelenlegi, már az űrben is kipróbált plazmahajtóművek elektromos mezőket használnak a részecskék gyorsítására, az új rakétakialakítás mágneses újracsatlakozással gyorsítaná fel őket.

Maga a folyamat az egész világegyetemben megtalálható, de az emberiség számára talán a nap felszínén figyelhető meg leginkább. Amikor a mágneses mező erővonalai összefonódnak, mielőtt elválnának, majd újra csatlakoznának, hatalmas mennyiségű energiát termelnek.

Tokamakok

Hasonló energiát termelnek a tokamaknak nevezett tórusz alakú gépekben, ezekben a mágneses plazma-börtönökben, melyek egyszer majd talán a Föld felszínén is működőképes és praktikus magfúziós reaktorok erőműveinek szívében dolgozhatnak.

"Már egy ideje dolgozom ezen a koncepción. 2017-ben támadt az ötlet, amikor az autó kipufogógáza, és a National Spherical Torus Experiment (nemzeti gömbtórusz kísérlet - NSTX) által létrehozott nagy sebességű kilépő-részecskék áramlása közötti hasonlóságokon elmélkedtem"

- mondta el Dr. Fatima Ebrahimi. Az NSTX a PPPL jelenlegi fúziós létesítményének előfutára, a vizsgálatokat pedig az Egyesült Államok Energiaügyi Minisztériuma finanszírozza. "Működése során ez a tokamak plazmoidoknak nevezett mágneses buborékokat hoz létre, amelyek másodpercenként körülbelül 20 kilométeres sebességgel mozognak, ami számomra azonnal ideális tolóerő-jelöltnek tűnt" - magyarázta el Dr. Ebrahimi.

A csillagok ereje

A magfúzió olyan erő, mely a napot és a csillagokat is vezérli. A könnyű elemeket plazma formájában egyesíti, ez az anyag szabad elektronokból és atommagokból álló forró, töltött állapota, mely a látható univerzum 99 százalékát adja, hatalmas mennyiségű energiát hozva létre. Ha egy ezen az elven működő reaktort meg lehetne építeni a Földön, az a PPPL szerint "gyakorlatilag kimeríthetetlen energiaforrást biztosíthatna a villamos energia termeléshez."

A számítógépes szimulációkban Dr. Ebrahimi új koncepciója sokkal jobban teljesített, mint a meglévő plazmahajtóművek, másodpercenként több száz kilométeres sebességű kilépő gázt generálva, tízszer gyorsabbnak bizonyult, mint a más elveket követő többi meghajtó tolóerő-sugara.

Ebrahimi rámutatott, hogy három fő különbség van az általa javasolt rakéta-tolóerő koncepció és a jelenlegi meglévők között. Az első, hogy olyan mágneses mezőket vett használatba, amelyek nagyobb hatótávolságot kínálnak. Másodszor, az új koncepció mozgást hoz létre, amikor kiveti a plazmarészecskéket és a plazmoidot, ez utóbbi extra erőt ad hozzá a tolóerőhöz. Végül a mágneses mezők lehetővé teszik, hogy a hajtómű belsejében lévő plazma akár könnyű, akár nehéz atomokból álljon. Ez lehetővé teszi a tudósok számára, hogy küldetésenként testre szabják a tolóerőt.

Megtízszerezett lehetőségek

“Ez az elérhető nagyobb sebesség az űrhajó indulását követően, a Naprendszer külső bolygóit is elérhetővé teheti az űrhajóink számára. Az űrutazás hónapokat vagy éveket vehet igénybe, mert a vegyi rakétamotorok sajátos impulzusa rendkívül alacsony, ezért az űrjárműnek eltart egy ideig, amíg felgyorsul. Ha mágneses újracsatlakozáson alapuló hajtóműveket készítünk, akkor elképzelhető, hogy rövidebb idő alatt teljesíthetjük a távolsági küldetéseket" - mondta a fizikus.

A hajtómű koncepciója közvetlenül  Dr. Ebrahimi fúziós energiával kapcsolatos kutatásaiból származik. "Ezt a munkát a korábbi fúziós munkák ihlették, és ez az első alkalom, hogy a tudományban bárki plazmoidokat és újrakapcsolódást javasol az űrhajtáshoz" - mondta Dr. Ebrahimi. "A következő lépés egy prototípus építése!"

(Forrás: PPPL Kép: PPPL, NASA)

Ez is érdekelhet:

Begyulladt az első plazma az angliai MAST tokamakban A Culham Tudományos Központban található az Egyesült Királyság Atomenergia Hivatalának (UKAEA) Mega Amp Spherical Tokamak nevű fúziós reaktora, röviden a MAST Upgrade tokamak. A reaktor “első plazmát” jelentett, ami azt jelenti, hogy minden lényeges alkatrész sikeresen és egyszerre működött együtt.

A NASA kísérleti csillagközi hajtóműrendszert tesztelt A Johns Hopkins Egyetem Alkalmazott Fizikai Laboratóriumának tudósai egy olyan űrhajó meghajtásának kialakításán dolgoznak, mely a Nap hőenergiájának felhasználásával a Naprendszer legtávolabbi szegleteibe is eljuthatna, és talán még azon is túl, a csillagközi űr mélységeibe.

Hogyan menthető meg a Nap, egy felrobbanó szupernóvától? Több megoldást is mutatunk! Ugye tudjátok, hogy hová ül, a 400 kilós gorilla? Hát ahová akar. Nos, így van ez a szupernóvákkal is, és ha ilyen vendég várható, akkor gyorsan menni kell.