Політ людини на Марс спроститься. Розроблено концепцію ракетного двигуна, який для створення тяги використовує магнітні поля. Завдяки такому підходу тривалість майбутніх пілотованих польотів на Марс може зменшитися, а самі космічні подорожі стануть дешевше. Ідея докладно викладена в Journal of Plasma Physics.
Найбільшою перешкодою на шляху людства до освоєння космосу є двигуни, використовувані для переміщення космічних апаратів через Сонячну систему і за її межі. Хімічні ракети можуть розвивати значну тягу, але мають дуже невеликий питомий імпульс. Електричні рухові установки, такі як двигуни Холла, навпаки, створюють невелику тягу, але можуть поступово розвивати велику швидкість.
На жаль, обидва цих двигуна не дуже підходять для перевезення астронавтів на Марс на борту корабля вагою в десятки, якщо не сотні тон. Один може дати швидкий старт, а інший — повільний, але обидва вони означають довгу й небезпечну подорож тривалістю в місяці, а то й в роки. В ідеалі тут потрібен двигун, який поєднує в собі властивості і електричного, і хімічного «колег», і він повинен мати гарну тягу і великий імпульс.
Нова концепція двигуна, запропонована фізиком з Принстонской лабораторії фізики плазми (PPPL), працює з використанням того ж механізму, що і сонячні спалахи. Ці спалахи складаються із заряджених атомів і частинок, які називаються плазмою, які утримуються в потужних магнітних полях, де відбуваються складні взаємодії.
Розробники спиралися на таке явище, як магнітне перез'єднання, коли магнітні поля в сильно зарядженої плазмі реструктуруються, щоб сходитися разом, швидко розділятися і повторно сходитися. При цьому вони генерують велику кількість кінетичної, теплової енергії і викликають прискорення частинок. Це явище спостерігається не тільки на Сонце, але також в атмосфері Землі і всередині термоядерного токамака — тороідальній камери для магнітного утримання плазми.
В цілому, магнітний двигун малої тяги подібний іонним двигунам, які стають все більш поширеними на космічних кораблях. Вони працюють, заряджаючи паливо, що складається з важких атомів, і потім прискорюють їх за допомогою електричного поля. У новому двигуні прискорення створюють магнітні поля.
На даний момент комп'ютерне моделювання показує, що двигун на основі магнітного перез'єднання може генерувати вихлоп, який в 10 разів швидше, ніж у сучасних електричних рухових систем.
Зараз космічну подорож на великі відстані займає місяці або роки, тому що питомий імпульс хімічних ракетних двигунів дуже малий — кораблю потрібен час, щоб набрати швидкість. Але двигуни, засновані на магнітному перез'єднанні, допоможуть виконувати далекі місії за більш короткий період часу.
Ще один плюс магнітного двигуна — можливість регулювання за рахунок точної настройки магнітних полів. Зміна сили магнітного поля може збільшити або зменшити тягу. Просто використовуючи більше електромагнітів і магнітних полів, можна точно регулювати швидкість.
Крім того, такі двигуни викидають не тільки плазму, а й плазмоїди — плазмові згустки, укладені в магнітні бульбашки а це генерує ще більше енергії. Також двигуну не потрібно важкий газ — в ньому можна використовувати будь-який тип газу, в тому числі більш легкий і дешевий.
Джерело: kurs.com.ua
Якщо вам цікаві новітні розробки в науковій та технічній сфері, підпишіться на електронну версію нашого журналу. 
Там ви знайдете ексклюзивні матеріали, які не були опубліковані на нашому сайті!