Một nhà nghiên cứu của Đại học Tohoku đã tăng hiệu suất của động cơ đẩy plasma không dùng điện cực công suất cao, giúp chúng ta tiến thêm một bước đến những chuyến thám hiểm sâu hơn vào không gian.
Những đổi mới trong công nghệ vận chuyển trên mặt đất, chẳng hạn như ô tô, tàu hỏa và máy bay, đã thúc đẩy các công nghệ và ngành công nghiệp lịch sử cho đến nay; giờ đây, một bước đột phá tương tự đang diễn ra trong không gian nhờ công nghệ đẩy điện.
>> Tham khảo: Nhà nghiên cứu được ca ngợi vì lời giải tuyệt vời cho câu đố thuật toán từ những năm 1950.
Động cơ đẩy điện là một kỹ thuật sử dụng trường điện từ để tăng tốc chất đẩy và tạo ra lực đẩy đẩy tàu vũ trụ. Các cơ quan vũ trụ đã đi tiên phong trong công nghệ động cơ đẩy điện như là tương lai của khám phá không gian.
Hiện tại, một số nhiệm vụ không gian đã được hoàn thành thành công bằng cách sử dụng các thiết bị đẩy điện, chẳng hạn như máy đẩy ion có lưới và máy đẩy Hall.
Năng lượng mặt trời được chuyển thành năng lượng đẩy khi nhiên liệu đẩy bị ion hóa, tức là plasma, và được gia tốc bởi trường điện từ. Tuy nhiên, các điện cực cần thiết cho các thiết bị này giới hạn tuổi thọ của chúng, vì chúng bị plasma tiếp xúc và làm hỏng, đặc biệt là ở mức năng lượng cao.
>> Tham khảo: Asphaltene biến thành graphene cho vật liệu tổng hợp.
Để khắc phục điều này, các nhà khoa học đã chuyển sang sử dụng động cơ đẩy plasma không điện cực. Một công nghệ như vậy khai thác tần số vô tuyến (rf) để tạo ra plasma.
Một ăng-ten phát ra sóng vô tuyến vào một buồng hình trụ để tạo ra plasma, trong đó một vòi từ tính truyền và tăng tốc plasma để tạo ra lực đẩy. Bộ đẩy plasma MN rf, hoặc bộ đẩy helicon đôi khi được biết đến, mang đến sự đơn giản, linh hoạt trong vận hành và tỷ lệ lực đẩy trên công suất tiềm năng cao.
>> Tham khảo: Khám phá khả năng tồn tại sự sống ngoài trái đất trong hang động.
Nhưng sự phát triển của động cơ đẩy plasma MN rf đã bị cản trở bởi hiệu suất chuyển đổi năng lượng rf thành năng lượng đẩy. Các thử nghiệm ban đầu tạo ra tỷ lệ chuyển đổi một chữ số, nhưng các nghiên cứu gần đây hơn đã đạt được kết quả khiêm tốn là 20%.
Trong một nghiên cứu gần đây, Giáo sư Kazunori Takahashi, Khoa Kỹ thuật Điện của Đại học Tohoku, đã đạt được hiệu suất chuyển đổi 30%.
Trong khi các thiết bị đẩy chạy bằng điện trưởng thành thường sử dụng khí xenon, loại khí đắt tiền và khó cung cấp đủ số lượng, hiệu suất 30% hiện tại đạt được với nhiên liệu đẩy argon. Điều này chỉ ra rằng một bộ đẩy plasma MN rf sẽ giảm chi phí và tải tài nguyên từ Trái đất.
>> Tham khảo: Các nhà khoa học thiết kế DNA tổng hợp để nghiên cứu gen ‘kiến trúc sư’.
Takahashi cho biết: “Việc áp dụng một từ trường kiểu đỉnh ngăn chặn sự mất năng lượng thường xảy ra với bức tường nguồn plasma. “Bước đột phá mở ra cơ hội cho những tiến bộ trong công nghệ vận chuyển không gian năng lượng cao.”
