Ученые Национального исследовательского ядерного университета «МИФИ» представили разработку, которая превращает побочную неустойчивость в плазменных системах в концепт принципиально нового типа двигателей.
В научной организации пояснили, что если электрод в плазменной установке обладает высокой вторичной эмиссией, то в системе возникает неустойчивость, которая даже может ее разрушить. Однако в МИФИ использовали эту особенность для превращения системы в генератор или широкополосный усилитель. Электрод покрыли алюминиевой пленкой толщиной в 50 нанометров, от чего вторичная эмиссия выросла в сотни раз. Она позволила раскачивать колебания до гигагерцового диапазона или с амплитудами до сотен киловольт.
Первое применение разработки — плазменные ракетные двигатели. Они требуют внешних систем «накачки» мощности — геликонных антенн. Отсутствие такой антенны в предлагаемом МИФИ концепте кардинально упрощает и облегчает конструкцию, позволяет использовать водоохлаждаемые металлические стенки разрядной камеры и кратно увеличивать мощность двигателя.
Одно из главных преимуществ нового типа двигателя при возможных межпланетных перелетах — широкий спектр рабочих веществ, которые можно использовать в двигателе для «производства» плазмы. Двигатель способен эффективно работать на водороде с примесями кислорода и, что самое важное, на парах воды. «Для космоса вода идеальна: она компактна, не требует тяжелых газовых баллонов или сложных систем хранения, как водород. Если мы летим на планеты, где есть вода, то сможем заправляться на месте», — пояснил завкафедры физики плазмы Института ЛаПлаз НИЯУ МИФИ Юрий Гаспарян.