Reaktor helikon beroperasi. Kredit gambar: ESA Klik untuk memperbesar
ESA telah mengkonfirmasi prinsip pendorong ruang baru yang pada akhirnya dapat memberikan daya dorong yang jauh lebih besar daripada teknik tenaga penggerak listrik saat ini. Konsep ini cerdik, terinspirasi oleh aurora utara dan selatan, kilau di langit yang menandakan peningkatan aktivitas matahari.
"Pada dasarnya konsep itu mengeksploitasi fenomena alam yang kita lihat terjadi di ruang angkasa," katanya. kata Dr Roger Walker dari Tim Konsep Lanjutan ESA. "Ketika angin matahari, sebuah? Plasma? gas listrik yang dilepaskan oleh Matahari, mengenai medan magnet Bumi, menciptakan batas yang terdiri dari dua lapisan plasma. Setiap lapisan memiliki sifat listrik yang berbeda dan ini dapat mempercepat beberapa partikel angin matahari melintasi batas, menyebabkan mereka bertabrakan dengan atmosfer Bumi dan menciptakan aurora. ”
Intinya, lapisan ganda plasma adalah ekuivalen elektrostatik dari air terjun. Sama seperti molekul air mengambil energi ketika mereka jatuh di antara dua ketinggian yang berbeda, partikel bermuatan listrik mengambil energi saat mereka melakukan perjalanan melalui lapisan sifat listrik yang berbeda.
Peneliti Christine Charles dan Rod Boswell di Australian National University di Canberra, pertama kali membuat lapisan ganda plasma di laboratorium mereka pada tahun 2003 dan menyadari sifat percepatan mereka dapat memungkinkan pendorong pesawat ruang angkasa baru. Ini mendorong kelompok untuk mengembangkan prototipe yang disebut Helicon Double Layer Thruster.
Studi ESA baru, dilakukan sebagai bagian dari program penelitian akademik Ariadna ESA dalam hubungannya dengan Ecole Polytechnique, Paris, mengkonfirmasi temuan Australia dengan menunjukkan bahwa di bawah kondisi yang terkendali dengan hati-hati, lapisan ganda dapat dibentuk dan tetap stabil, memungkinkan percepatan yang konstan partikel bermuatan dalam balok. Studi ini juga menegaskan bahwa lapisan ganda stabil dapat dibuat dengan campuran gas propelan yang berbeda.
"Kolaborasi ini benar-benar luar biasa," katanya. kata Dr Pascal Chabert, dari Laboratoire de Physique et Technologie des Plasmas, Ecole Polytechnique. “Ini benar-benar kick-off bagi saya dan telah memberi saya banyak ide baru untuk konsep propulsi plasma untuk diselidiki dengan Tim Konsep Lanjutan. Arah baru untuk laboratorium kami telah menyebabkan paten pada perangkat propulsi listrik baru yang menjanjikan yang disebut Electronegative Plasma Thruster.?
Untuk membuat lapisan ganda, Chabert dan rekannya membuat tabung hampa di sekitar yang melukai antena radio. Gas Argon terus dipompa ke dalam tabung dan antena mentransmisikan gelombang radio helicoidal 13 megahertz. Ini mengionisasi argon yang menciptakan plasma. Medan magnet yang menyimpang di ujung tabung kemudian memaksa plasma meninggalkan pipa untuk mengembang. Ini memungkinkan dua plasma yang berbeda untuk dibentuk, hulu di dalam tabung dan hilir, sehingga lapisan ganda dibuat pada batas mereka. Ini mempercepat plasma argon lebih lanjut dari tabung menjadi sinar supersonik, menciptakan daya dorong.
Perhitungan menunjukkan bahwa helicon double layer thruster akan memakan sedikit lebih banyak ruang daripada pendorong listrik utama pada misi SMART-1 ESA, namun berpotensi memberikan daya dorong berkali-kali lebih banyak pada kekuatan lebih tinggi hingga 100 kW sambil memberikan yang serupa efisiensi bahan bakar.
Pada langkah selanjutnya, ESA sekarang akan membangun simulasi komputer terperinci dari plasma di dalam dan sekitar thruster dan menggunakan hasil laboratorium untuk memverifikasi akurasinya, sehingga kinerja dalam ruang dapat sepenuhnya dinilai dan pendorong eksperimental daya tinggi yang lebih besar dapat diselidiki di masa depan.
Sumber Asli: ESA Portal
