等离子体的不稳定性可以成为磁喷嘴等离子体推进器的救星


等离子体的不稳定性可以成为磁喷嘴等离子体推进器的救星


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等离子体的不稳定性可以成为磁喷嘴等离子体推进器的救星


一个科学家团队已经证明 , 自发的等离子体波是解决磁喷嘴等离子体推进器长期存在的问题的方法 , 这颠覆了过去的理论 。 在磁喷嘴射频推进器(有时也会被称为螺旋推进器)中 , 磁喷嘴引导并加速等离子体 , 使航天器产生推力 。 这项利用电力推进的技术在新太空旅行时代表现出了巨大的潜力 。 然而 , “等离子体分离”问题阻碍了进一步的发展 。
由于磁场线总是形成闭环 , 磁性喷嘴内的磁场线不可避免地返回推进器结构 , 因此 , 等离子体流必须与磁性喷嘴分离 。 而具有大陀螺半径的离子很容易从磁性喷嘴上分离 , 但电子质量小 , 回旋半径小 , 与磁力线相连 , 产生电场 , 将离子拉回 , 产生零的净推力 。 当等离子体膨胀时 , 由于波、湍流或电磁力 , 它可以获得或失去能量和动量 。 波和湍流引起的等离子体传输和损失一直是热核聚变反应堆中限制等离子体的主要问题 。
然而 , 在分析了等离子体密度和电场波动信号的详细数据后 , 来自澳大利亚和日本的科学家们发现 , 自主激发的波导致磁化电子向磁性喷嘴主轴的向内交叉场传输 , 中和了离子分离 。 电子向内传输实际上有利于分离 , 有助于减少膨胀等离子体束的发散 。
“我们的发现是一个巨大的进步 , 等离子体不稳定性实际上对工程产生了有利的影响 , 我们的发现为等离子体中不稳定性的作用开辟了一个新的视角 , 并将有助于磁喷嘴射频等离子体推进器的发展 。 ”来自日本的科学家解释说 。


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