Пульсарный синтез:новое поколение криптоновых плазменных космических двигателей

Пульсарный синтез
Блетчли, Великобритания
www.pulsarfusion.com

Первая плазма Sunbird с криптоном. (Изображение:Pulsar Fusion)

Сегодняшние космические корабли в основном полагаются на две совершенно разные двигательные системы, каждая из которых имеет фундаментальные ограничения. Химические ракеты создают чрезвычайно высокую тягу, необходимую для запуска и быстрых маневров, но их относительно низкая скорость истечения ограничивает скорость полета космического корабля в космосе.

Электрические двигательные системы, такие как ионные двигатели или двигатели Холла, достигают очень высоких скоростей выхлопа, что делает их очень эффективными. Однако они производят очень низкую тягу, что требует постепенного ускорения космического корабля в течение длительных периодов времени. Термоядерная тяга потенциально способна обеспечить как высокую тягу, так и чрезвычайно высокие скорости выхлопа. Эта комбинация может значительно сократить время путешествия по Солнечной системе.

Pulsar Fusion, британская компания по производству космических двигателей, разрабатывающая передовые технологии движения для быстрорастущих рынков спутников и дальнего космоса, недавно объявила, что достигла «первой плазмы» в своей системе испытаний выхлопных газов Sunbird. Эта веха представляет собой первое представление о физической архитектуре выхлопной системы ядерного синтеза для космических путешествий.

Вид спереди Sunbird в камере. (Изображение:Pulsar Fusion)

Это достижение было продемонстрировано вживую во время специальной технической сессии на конференции Amazon MARS в Охай, штат Калифорния, где собрались дальновидные лидеры в области машинного обучения, автоматизации, робототехники и космоса, чтобы сформировать будущее человечества за пределами Земли.

Демонстрационная версия Sunbird была представлена в прямом эфире генеральным директором Pulsar Fusion Ричардом Динаном уважаемой группе ведущих мировых ученых и предпринимателей в области машинного обучения и робототехники, лауреатов Нобелевской премии и астронавтов. Испытание было проведено учеными Pulsar в Блетчли, Великобритания, и транслировалось в прямом эфире на сцену в Калифорнии во время презентации Ричарда Динана.

Это испытание знаменует собой ранний шаг в разработке, демонстрируя удержание плазмы в выхлопной архитектуре системы Sunbird. В эксперименте используется комбинация электрического и магнитного полей для направления и ускорения заряженных частиц через выхлопной канал.

Sunbird оснащен новейшим приводом Dual Direct Fusion Drive (DDFD) Pulsar Fusion. Благодаря высокому удельному импульсу (10 000–15 000 с) и мощности 2 МВт Sunbird переопределяет возможности космических путешествий. Dual Direct Fusion Drive (DDFD) — это компактный двигатель ядерного синтеза, который может обеспечивать как тягу, так и электрическую мощность для космических кораблей. Эта технология открывает беспрецедентные возможности для исследования Солнечной системы за ограниченное время и с очень высоким соотношением массы полезной нагрузки к массе топлива. Поскольку DDFD обеспечивает как мощность, так и движение в одном интегрированном устройстве, он также будет обеспечивать до 2 МВт мощности для полезной нагрузки по прибытии.

Солнечная птица в большой вакуумной испытательной камере. (Изображение:Pulsar Fusion)

На следующем этапе разработки Pulsar соберет подробные данные о характеристиках, включая тягу и скорость истечения, с использованием баланса тяги, датчиков E×B и измерений RPA. Эти данные позволят Pulsar спланировать первую миссию Sunbird.

Чтобы максимально продлить срок службы Sunbird, Pulsar разработала исследовательскую программу в сотрудничестве с Управлением по атомной энергии Великобритании. В рамках программы будет изучено воздействие нейтронного излучения на стенки и магниты реактора, что является основной причиной износа внутри реактора.

В этой первоначальной серии испытаний в качестве топлива использовался криптон, выбранный из-за его относительно высокой эффективности ионизации и инертных характеристик при массовых расходах, необходимых для ранних испытаний.

Предстоящие эксперименты будут включать нагрев вращающимся магнитным полем, системы радиочастотного нагрева и специальный баланс тяги, чтобы обеспечить более детальные измерения производительности.

Заглядывая в будущее, Pulsar Fusion планирует модернизировать магнитную систему до редкоземельных высокотемпературных сверхпроводящих магнитов, что позволит создать более сильные магнитные поля и исследовать условия с более высокой плотностью плазмы и давлением. В конечном итоге эта программа направлена на начало экспериментальной работы с топливными циклами безнейтронного термоядерного синтеза в рамках продолжающегося развития двигательной системы Sunbird.

Эта статья предоставлена компанией Pulsar Space (Блетчли, Великобритания). Для получения дополнительной информации посетите здесь  .