Dispozitivul de configurare inversat Princeton Field, PFRC-2, la Princeton Plasma Physics Laborator din New Jersey.
(Imagine: © Elle Starkman / Oficiul Comunicațiilor PPPL)
Navele spațiale cu fuziune pot să nu fie doar un vis de știință pentru mult timp.
Direct Fusion Drive Motorul (DFD) ar putea lua zborul pentru prima dată în 2028 sau cam așa ceva, dacă totul merge conform planului, au spus dezvoltatorii conceptului.
Asta ar fi o veste mare pentru fanii spațiului; DFD de dimensiuni minivane ar putea obține 22.000-lb. (10.000 de kilograme) nave spațiale robotizate către Saturn în doar doi ani sau până la capăt Pluton în termen de cinci ani de la lansare, au declarat membrii echipei de proiect. (Pentru perspectivă: misiunea Cassini a NASA a ajuns la Saturn în 6,75 de ani și a luat sonda agenției New Horizons 9,5 ani pentru a ajunge la Pluto.)
Iar motorul se dublează ca o sursă de putere puternică, ceea ce înseamnă că tehnologia ar putea avea o gamă largă de aplicații off-Earth.
De exemplu, DFD ar putea ajuta alimentarea stației spațiale orbitate pe lună a NASA, cunoscută sub numele de Gateway-ul, precum și bazele pe Lună și Marte, membrul echipei de proiect Stephanie Thomas, vicepreședinte al Princeton Satellite Systems din Plainsboro, New Jersey, a declarat la sfârșitul lunii trecute în timpul unei prezentări cu grupul de lucru Operațiuni în spațiu al NASA.
DFD este o variantă a Princeton Field-Reversed Configuration (PFRC), un concept de reactor de fuziune inventat la începutul anilor 2000 de Samuel Cohen de la Princeton Plasma Physics Laborator (PPPL). DFD este practic un reactor PFRC cu un capăt deschis, prin care fluxurile de eșapament generează împingere, a explicat Thomas.
Interiorul DFD va avea o plasmă caldă conținută magnetic Heliu-3 și deuteriu, un tip special de "grele" de hidrogen care are un nucleu în nucleul său (spre deosebire de hidrogenul "normal", care nu are neutroni). Atomii acestor elemente se vor contopi în această plasmă, generând multă energie - și foarte puține radiații periculoase, a spus Thomas.
Plasma care fuzionează încălzește propulsorul rece care curge în afara regiunii de închidere. Acest propulsor este îndreptat spre o duză în partea din spate a motorului, producând o tracțiune.
Tot căldura se traduce cu multă putere - probabil între 1 și 10 megavati, a spus Thomas. DFD va atinge acea putere, folosind un motor "ciclu Brayton" pentru a converti o mare parte a căldurii în electricitate.
Aceasta înseamnă că o misiune DFD ar putea să facă o mare parte din lucrările de știință după ce a ajuns la destinație. De exemplu, un orbiter Pluto echipat cu fuziune ar putea reduce puterea către un lander de pe suprafața planetei pitice și, de asemenea, a trimite video de înaltă definiție înapoi pe Pământ, a spus Thomas.
Fuziune nucleară este legendar dificil de valorificat; nimeni nu a reușit încă să demonstreze un reactor de fuziune viabil comercial la scară completă. (Pe măsură ce vechea glumă merge, „Fuziunea este sursa de energie a viitorului și întotdeauna va fi.) Dar Thomas și echipa ei cred că conceptul lor are o șansă reală de succes.
"DFD este diferită de alte concepte ale reactorului de fuziune", a spus ea, citând dimensiunea mică, operația curată, radiațiile reduse și metoda unică de încălzire cu plasmă (care folosește o antenă radio-undă).
Echipa DFD a asigurat finanțări de la o varietate de agenții recent pentru a continua dezvoltarea conceptului. De exemplu, activitatea din 2016 până în 2019 a fost ajutată de două runde de finanțare din programul NASA Advanced Advanced Concepts, care urmărește să dezvolte dezvoltarea tehnologie potențial revoluționară de zbor spațial.
Și DFD a primit anul acesta un premiu al Agenției Energetice pentru Proiecte de Cercetare Avansată (ARPA-E), care va finanța dezvoltarea ulterioară până anul viitor.
Echipa a demonstrat deja câteva concepte de bază cu experimentul PFRC-1, care a funcționat la PPPL din 2008 până în 2011 și PFRC-2, care funcționează acum. Cercetătorii nu au obținut încă fuziunea, dar speră să facă acest lucru cu PFRC-4 la jumătatea anilor 2020.
La scurt timp după aceea, va urma un prototip de zbor. O misiune reală ar putea veni pe calea unui zbor demonstrativ de succes - poate încă din 2028, a spus Thomas.
- A început această pornire a secretului energiei fuziunii?
- Proton Fusion, sursa de energie a Soarelui, explicată (infografic)
- Oamenii de știință spun că călătorii rapide pe Marte, alimentați prin fuziune
Cartea lui Mike Wall despre căutarea vieții extraterestre ",Acolo"(Grand Central Publishing, 2018; ilustrat de Karl Tate), este acum. Urmați-l pe Twitter @michaeldwall. Urmăriți-ne pe Twitter @Spacedotcom sau Facebook.
