Prinstono lauko atvirkštinės konfigūracijos įrenginys - PFRC-2 - Prinstono plazmos fizikos laboratorijoje Naujajame Džersyje.
(Paveikslėlis: © Elle Starkman / PPPL ryšių tarnyba)
Su sinteze varomas erdvėlaivis gali būti ne tik mokslinė svajonė daug ilgiau.
Tiesioginis sintezės įrenginys (DFD) variklis pirmą kartą galėtų skristi maždaug 2028 m., Jei viskas vyks pagal planą, teigė idėjos kūrėjai.
Tai būtų didžiulė naujiena kosmoso gerbėjams; mikroautobuso dydžio DFD galėtų gauti 22 000 svarų. (10 000 kilogramų) robotizuotas erdvėlaivis į Saturną vos per dvejus metus arba visą kelią iki jo Plutonas per penkerius metus nuo projekto pradžios projekto nariai pranešė. (Perspektyva: NASA misija „Cassini“ per 6,75 metus pateko į Saturną, o agentūrai „New Horizons“ zondas patekti į Plutoną užtruko 9,5 metų.)
Variklis yra ir galingas energijos šaltinis, ty technologija gali būti plačiai pritaikyta ne žemėje.
Pavyzdžiui, DFD galėtų padėti valdyti NASA planuojamą Mėnulio orbitą kuruojančią kosminę stotį, žinomą kaip vartai, taip pat bazės Mėnulyje ir Marse, projekto grupės narė Stephanie Thomas, „Princeton Satellite Systems“ viceprezidentė Plainsboro mieste, Naujajame Džersyje, praėjusio mėnesio pabaigoje sakė per NASA ateities operacijų kosmose operacijų darbo grupės pristatymą.
DFD yra Prinstono lauko atvirkštinės konfigūracijos (PFRC) - sintezės reaktoriaus koncepcija, kurią 2000-ųjų pradžioje išrado Samuelis Cohenas iš Prinstono plazmos fizikos laboratorijos (PPPL). DFD iš esmės yra PFRC reaktorius su atviru galu, per kurį išmetamosios dujos teka, kad būtų sukurta trauka, aiškino Tomas.
DFD interjere bus stebuklingai esanti karšta plazma helio-3 ir deuteris, specialus „sunkiojo“ tipo vandenilis, kurio branduolyje yra vienas neutronas (priešingai nei „normalus“ vandenilis, neturintis neutronų). Šių elementų atomai sulydys šioje plazmoje ir generuos daug energijos - ir labai mažai pavojingos radiacijos, sakė Tomas.
Lydymosi plazma šildo kietą raketinį kurą, tekančią už gimdymo srities. Šis raketinis kuras nukreipiamas iš purkštuko variklio gale, sukuriant trauką.
Visa ta šiluma paverčia didelę galią - greičiausiai nuo 1 iki 10 megavatų, sakė Tomas. DFD panaudos šią galią, naudodamas „Brayton ciklo“ variklį, kad didelę dalį šilumos paverstų elektra.
Tai reiškia, kad DFD misija galėtų nuveikti daug mokslo darbų pasiekusi savo tikslą. Pavyzdžiui, sintezės būdu sumontuotas Plutono orbitas gali nukreipti galią žemyn į nykštuko planetos paviršių ir taip pat siųsti aukštos raiškos vaizdo įrašą atgal į Žemę, sakė Tomas.
Branduolių sintezė yra legendiškai sunkiai panaudojamas; dar niekam nepavyko pademonstruoti viso masto komerciškai perspektyvaus branduolių sintezės reaktoriaus. (Senam juoke sakant: „Sintezė yra ateities energijos šaltinis ir visada bus.“) Tačiau Tomas ir jos komanda mano, kad jų koncepcija turi labai didelę galimybę pasisekti.
„DFD skiriasi nuo kitų branduolių sintezės reaktorių koncepcijų“, - sakė ji, minėdama koncepcijos mažą dydį, švarų veikimą, mažą radiaciją ir unikalų plazmos kaitinimo metodą (kuriame naudojama radijo bangų antena).
Neseniai DFD komanda užsitikrino finansavimą iš įvairių agentūrų, kad galėtų tęsti šios koncepcijos plėtrą. Pvz., Darbui nuo 2016 m. Iki 2019 m. Padėjo du NASA novatoriškų pažangių koncepcijų, skirtų skatinti potencialiai revoliucinė kosminių skrydžių technologija.
Šiemet DFD gavo „Pažangiųjų mokslinių tyrimų projektų agentūros - energetikos“ (ARPA-E) apdovanojimą, kuris finansuos tolesnę plėtrą per kitus metus.
Komanda jau pademonstravo keletą pagrindinių koncepcijų su PFRC-1 eksperimentu, kuris vyko PPPL nuo 2008 m. Iki 2011 m., Ir su PFRC-2, kuris veikia dabar. Tyrėjai dar nepasiekė sintezės, tačiau jie tikisi tai padaryti su PFRC-4 2020-ųjų viduryje.
Netrukus po to bus pateiktas skrydžio prototipas. Toma, kad tikroji misija galėtų kilti sėkmingai pavykusio demonstracinio skrydžio kulnais - galbūt jau 2028 m.
- Ar šis startas sulaužė sintezės energijos paslaptį?
- Protono sintezė, saulės energijos šaltinis, paaiškinta (infografija)
- Mokslininkai sako, kad kelionė į greitą sintezės technologiją „Mars“ nėra fantastika
Mike'o Wallo knyga apie svetimo gyvenimo paieškas “Ten"(Grand Central Publishing, 2018; iliustruota Karlas Tate'as), nebėra. Sekite jį „Twitter“ @michaeldwall. sekite mus Tviteryje @Spacedotcom arba Facebook.
