외신 뉴아틀라스에 따르면 미국 에너지부(DOE) 프린스턴 플라즈마 물리학 연구소(PPPL) 물리학자인 파티마 에브라히미가 개발한 새로운 로켓 개념으로 인해 자기장을 이용해 플라즈마를 발생시키는 로켓이 탄생했다고 한다. 추진하면 화성에 대한 유인 임무가 더욱 실용적이 될 수 있습니다.

지난 64년 동안 로봇 위성과 탐사선은 눈부신 성공을 거두었지만 이러한 위성과 탐사선은 상대적으로 작습니다. 가장 무거운 것은 전체 적재 중량이 44,738파운드(20,293파운드)에 달하는 ATV 화물 우주선입니다. 킬로그램) - 그리고 그 우주선은 지구 저궤도에만 진입했습니다. 가장 큰 심우주 탐사선은 토성으로 향하는 Cassini-Huygens 임무로 무게는 5,655kg입니다.

인류가 진정한 우주 여행 종이 되는 데 가장 큰 장애물은 태양계와 그 너머를 통해 우주선을 추진하는 데 사용되는 엔진이기 때문입니다. 화학 로켓은 인상적인 추진력을 제공할 수 있지만 구체적인 추진력은 거의 없습니다. 즉, 추진제가 떨어지기 전까지는 오랫동안 발사할 수 없습니다. 홀 추진기와 같은 전기 추진 시스템은 정반대의 역할을 합니다. 추력은 작은 동전의 무게와 비슷하지만 몇 분이 아니라 몇 달 동안 탈 수 있으므로 매우 빠른 속도로 (천천히) 쌓일 수 있습니다.

불행하게도 두 연료 모두 우주비행사를 화성으로 데려가는 데에는 매력적이지 않습니다. 어떤 사람은 빨리 시작할 수도 있고 다른 사람은 천천히 시작할 수도 있지만 둘 다 몇 달 또는 몇 년 동안 길고 위험한 항해를 의미합니다. 두 가지 기본 추진 방식 모두 장단점이 있지만, 적어도 단기적으로는 두 가지의 특성을 결합한 추진 방식이 정말 필요하다. 이상적으로는 추력이 더 높고 특정 충격이 더 큰 것입니다.

새로운 프린스턴 개념은 태양 플레어에 작용하는 것과 동일한 메커니즘을 사용하여 작동합니다. 이러한 플레어는 복잡한 상호작용이 일어나는 강력한 자기장에 갇혀 있는 플라즈마라고 불리는 전기적으로 충전된 원자와 입자로 구성됩니다.

추진 시스템의 경우 Ebrahimi는 자기 에너지가 입자의 운동 에너지, 열 에너지, 복사 에너지로 변환되는 과정인 자기 재연결이라는 상호 작용에 특히 관심이 있습니다. 이러한 현상은 태양뿐만 아니라 지구 대기와 PPPL의 NSTX(National Spherical Torus Experiment)와 같은 토카막 핵융합로 내부에서도 볼 수 있습니다.

매우 일반적인 방식으로 자기 추진기는 우주선에서 점점 더 일반화되는 이온 추진기와 같습니다. 이 추진기는 크세논과 같은 무거운 원자로 구성된 추진제를 충전한 다음 전기장을 사용하여 가속하는 방식으로 작동합니다. 신개념 스러스터는 자기장에 의해 가속된다.

지금까지 PPPL 컴퓨터와 캘리포니아 버클리에 있는 로렌스 버클리 국립 연구소의 국립 에너지 연구 과학 컴퓨팅 센터의 컴퓨터 시뮬레이션은 자기 재연결 추진기가 현재의 전기 추진 시스템보다 더 빠른 속도를 생성할 수 있음을 보여줍니다. 타임스.

에브라히미는 "장거리 여행은 화학 로켓 엔진의 비추진력이 매우 낮아서 차량이 속도에 도달하는 데 시간이 걸리기 때문에 수개월 또는 수년이 걸린다"고 말했다. "그러나 자기 재연결을 기반으로 추진기를 만들면 아마도 더 짧은 시간에 장거리 임무를 완료할 수 있을 것입니다.

새로운 추진기 개념은 이동 시간을 단축하는 것 외에도 자기를 미세 조정할 수도 있습니다." 조절을 위한 필드입니다. 또한 스러스터는 단순히 플라즈마를 발사하는 것이 아니라 자기 버블에 담긴 플라즈마 볼인 플라즈마 볼도 발사해 더욱 위력을 더한다. 또한, 추진기는 무거운 요소를 추진제로 사용하지 않으며 더 가볍고 저렴한 요소를 탑재할 수 있습니다.

"다른 추진기에는 크세논과 같은 원자로 만들어진 무거운 가스가 필요한 반면, 이 개념에서는 모든 유형의 가스를 사용할 수 있습니다"라고 Ebrahimi는 말했습니다.

해당 연구는 Journal of Plasma Physics에 게재되었습니다.