Dr. Fatima Ebrahimi ispred umjetnikove koncepcije fuzijske rakete. Slika: Elle Starkman / PPPL

Doktorica Fatima Ebrahimi izumila je novi koncept fuzijskog raketnog potisnika koji bi ljude mogao napajati na Mars i šire.

Fizičar koji radi za Laboratorij za fiziku plazme u Princetonu (PPPL) američkog Ministarstva energetike dizajnirao je raketu koja će koristiti magnetska polja za ispucavanje čestica plazme - električno nabijenog plina - u vakuum svemira.

Prema Newtonovom drugom i trećem zakonu gibanja, očuvanje impulsa značilo bi da se raketa pokreće prema naprijed - i to brzinama 10 puta bržim od usporedivih uređaja.

Slika:Izum bi mogao omogućiti ljudima da putuju na Mars

Dok trenutni svemirski dokazani plazemski pogonski motori koriste električna polja za pokretanje čestica, novi dizajn rakete ubrzao bi ih magnetskim ponovnim spajanjem.

Taj se proces nalazi u cijelom svemiru, ali čovječanstvu je najvidljiviji na površini sunca. Kad se linije magnetskog polja tamo konvergiraju, prije nego što se odvoje i ponovno povežu, one proizvode ogromnu količinu energije.

Slična energija proizvodi se unutar strojeva u obliku torusa poznatih kao tokamaci, uređaji za magnetsko zatvaranje koji je također vodeći kandidat za praktični reaktor nuklearne fuzije.

"Kuham ovaj koncept već neko vrijeme", rekla je glavni fizičar PPPL-a dr. Fatima Ebrahimi, čiji je rad s pojedinostima o izumu objavljen u Journal of Plasma Physics.

Više od Science & Tech

• COVID-19: Odbijeni ugovori i holivudski film - kako je Velika Britanija postigla dogovor da zajamči opskrbu cjepivima
• Šetnja s dinosaurima: Djevojčica (4) pronalazi pretpovijesni trag u šetnji plažom
• COVID-19: Johnson & Johnsonovo cjepivo jednokratno, 85% učinkovito protiv najtežih simptoma
• COVID-19: Kako se uspoređuju cjepiva protiv koronavirusa Pfizer, Oxford, Moderna, Novavax i Johnson & Johnson?
• GameStop: Vuk s Wall Streeta daje savjete ljudima koji ulažu u maloprodaju igara
• Elon Musk žali se da "čovječanstvo nikada neće doći na Mars" nakon odgode pokretanja regulatora

"Ideju sam imala 2017. godine dok sam sjedila na palubi i razmišljala o sličnostima između ispuha automobila i ispušnih čestica velike brzine stvorenih od strane PPPL-ovog nacionalnog eksperimenta sferne torus (NSTX)", rekla je.

NSTX je preteča sadašnjeg vodećeg fuzijskog postrojenja u laboratoriju, koje istražuje uz financiranje američko Ministarstvo energetike.

"Tijekom svog rada ovaj tokamak stvara magnetske mjehuriće koji se nazivaju plazmoidi koji se kreću brzinom od oko 20 kilometara u sekundi, što mi se činilo vrlo sličnim potisku", dodao je dr. Ebrahimi.

Nuklearna fuzija je snaga koja pokreće sunce i zvijezde. Kombinira lagane elemente u obliku plazme - vruće, nabijeno stanje tvari sastavljeno od slobodnih elektrona i atomskih jezgri koje predstavljaju 99% vidljivog svemira - kako bi stvorilo ogromne količine energije.

Ako bi se reaktor koji funkcionira na istim principima mogao ponovno stvoriti na Zemlji, to bi osiguralo "gotovo neiscrpnu opskrbu energijom za proizvodnju električne energije" prema PPPl.

Slika:Tehnologija koristi isti postupak koji vidimo i kod solarnih baklji

Novi koncept doktora Ebrahimija u računalnim simulacijama djeluje mnogo bolje od postojećih plazma potiskivača - stvarajući ispuh brzinama stotinama kilometara u sekundi, 10 puta brži od onog kod ostalih potisnika.

Ta bi brza brzina na početku putovanja svemirske letjelice mogla dovesti vanjske planete na dohvat astronauta, rekao je fizičar.

"Putovanje na velike udaljenosti traje mjesecima ili godinama jer je specifični impuls kemijskih raketnih motora vrlo nizak, tako da letjelici treba neko vrijeme da ubrza", rekla je.

"Ali ako napravimo potisnike temeljene na magnetskom ponovnom povezivanju, onda bismo mogli misije na velike udaljenosti dovršiti u kraćem vremenskom razdoblju."

Naglasila je da njezin koncept potisnika izravno proizlazi iz njezinog istraživanja fuzijske energije. "Ovaj je rad nadahnut prošlim fuzijskim radovima i ovo je prvi put da su plazmoidi i ponovno spajanje predloženi za svemirski pogon", rekao je dr. Ebrahimi. "Sljedeći je korak izrada prototipa!"

news.sky.com