Reactor Helicon en funcionamiento. Crédito de la imagen: ESA Haga Click para agrandar
La ESA ha confirmado el principio de un nuevo propulsor espacial que, en última instancia, puede dar mucho más empuje que las técnicas de propulsión eléctrica actuales. El concepto es ingenioso, inspirado en las auroras norte y sur, los resplandores en el cielo que indican una mayor actividad solar.
? Básicamente, el concepto explota un fenómeno natural que vemos que tiene lugar en el espacio? dice el Dr. Roger Walker del Equipo de Conceptos Avanzados de la ESA. “Cuando el viento solar, un? Plasma? de gas electrificado liberado por el Sol, golpea el campo magnético de la Tierra, crea un límite que consta de dos capas de plasma. Cada capa tiene diferentes propiedades eléctricas y esto puede acelerar algunas partículas del viento solar a través del límite, haciendo que choquen con la atmósfera de la Tierra y creen la aurora ".
En esencia, una doble capa de plasma es el equivalente electrostático de una cascada. Así como las moléculas de agua recogen energía a medida que caen entre las dos alturas diferentes, las partículas cargadas eléctricamente recogen energía a medida que viajan a través de las capas de diferentes propiedades eléctricas.
Los investigadores Christine Charles y Rod Boswell de la Universidad Nacional de Australia en Canberra, crearon por primera vez capas dobles de plasma en su laboratorio en 2003 y se dieron cuenta de que sus propiedades aceleradoras podrían permitir nuevos propulsores de naves espaciales. Esto llevó al grupo a desarrollar un prototipo llamado Helicon Double Layer Thruster.
El nuevo estudio de la ESA, realizado como parte del programa de investigación académica Ariadna de la ESA en asociación con Ecole Polytechnique, París, confirma los hallazgos australianos al mostrar que bajo condiciones cuidadosamente controladas, la doble capa podría formarse y permanecer estable, permitiendo la aceleración constante de partículas cargadas en un haz. El estudio también confirmó que podrían crearse capas dobles estables con diferentes mezclas de gases propulsores.
? La colaboración ha sido absolutamente excelente? dice el Dr. Pascal Chabert, del Laboratorio de Física y Tecnología de Plasmas, Ecole Polytechnique. ? Ha sido un verdadero comienzo para mí y me ha dado muchas ideas nuevas sobre conceptos de propulsión por plasma para investigar con el Equipo de Conceptos Avanzados. La nueva dirección para nuestro laboratorio había dado lugar a una patente sobre un nuevo y prometedor dispositivo de propulsión eléctrica llamado Propulsor de plasma electronegativo.
Para crear la doble capa, Chabert y sus colegas crearon un tubo hueco alrededor del cual se enrollaba una antena de radio. El gas argón se bombeaba continuamente en el tubo y la antena transmitía ondas de radio helicoidales de 13 megahercios. Esto ionizó el argón creando un plasma. Un campo magnético divergente en el extremo del tubo obligó al plasma a abandonar la tubería para expandirse. Esto permitió que se formaran dos plasmas diferentes, aguas arriba dentro del tubo y aguas abajo, y así se creó la doble capa en su límite. Esto aceleró más el plasma de argón del tubo en un haz supersónico, creando empuje.
Los cálculos sugieren que un propulsor de doble capa del helicón ocuparía un poco más de espacio que el propulsor eléctrico principal en la misión SMART-1 de la ESA, sin embargo, podría ofrecer un empuje muchas veces más a potencias superiores de hasta 100 kW al tiempo que proporciona un rendimiento similar. eficiencia de combustible.
En los próximos pasos, la ESA ahora construirá una simulación computarizada detallada del plasma dentro y alrededor del propulsor y utilizará los resultados del laboratorio para verificar su precisión, de modo que el rendimiento en el espacio pueda evaluarse completamente y puedan utilizarse propulsores experimentales de alta potencia más grandes. investigado en el futuro.
Fuente original: Portal de la ESA
