Նոր պլազմային շարժիչը արբանյակը ուղեծրում կարող է պահել մթնոլորտի հաշվին

Պլազմային շարժիչը, որը վառելիքը վերցնում է իր շուրջը գտնվող նոսր մթնոլորտից, լավ արդյունք է ցույց տվել լաբորատոր փորձերում և մոդելավորման ժամանակ, նշվում է Շտուտգարտի համալսարանի Ֆրանչեսկո Ռոմանոյի դոկտորական աշխատանքում (arXiv, 2026 թվականի հուլիսի 1)։ Այն ուսումնասիրում է, թե արդյոք արբանյակը կարող է շատ ցածր ուղեծրում անվերջ մնալ առանց վառելիքի պաշար կրելու։

Ինչու է շատ ցածր ուղեծիրը դժվար

Շատ ցածր երկրային ուղեծիրը (VLEO), մոտ 100-450 կմ բարձրության վրա, տալիս է ավելի սուր հեռազննման պատկերներ և ավելի էժան կապ, իսկ մթնոլորտային դիմադրությունը չաշխատող արբանյակներին ինքն է հեռացնում ուղեծրից։ Նույն դիմադրությունը դանդաղեցնում է նաև աշխատող սարքերը, ուստի նրանք պետք է գրեթե անընդհատ մղում ստեղծեն։ Մթնոլորտից շնչող էլեկտրական մղումը (ABEP) խնդիրը վերածում է լուծման՝ հավաքել նոսր օդը, պլազմայի վերածել և ետ արտանետել։

Ատոմային թթվածինը և օդի ընդունիչի երեք ձևավորում

Ամենադժվարը ատոմային թթվածինն է (AO)։ Ուլտրամանուշակագույն ճառագայթումը թթվածինը բաժանում է առանձին ատոմների, որոնք քայքայում են էլեկտրոդները, արագացման ցանցերը և Hall-ի շարժիչների կաթոդները։ Կաթոդը չեզոքացնում է սարքի լիցքը, և առանց դրա արտանետված իոնները ետ են ձգվում, իսկ շարժիչը կորցնում է մղումը։

Ռոմանոն փորձարկել է երեք ընդունիչ՝ ուժեղացված ձագար, որը բռնում է նոսր մասնիկները, տիտանի համաձուլվածքից վեցանկյուն դիֆուզ ընդունիչ, և սպեկուլյար ընդունիչ, որը գրաֆիտով կամ սիլիցիումի երկօքսիդով պատված պարաբոլիկ հայելի է և մասնիկներն ուղիղ շարժիչ է ուղարկում։ Հաղթեց սպեկուլյար տարբերակը, որը ատոմային թթվածնի, արգոնի և ազոտի հետ փորձում հավաքեց օդի մասնիկների մոտ 94,3%-ը, իսկ 15 աստիճան թեքումը արդյունավետությունը նվազեցրեց ընդամենը 8%-ով։

Պլազմային հոսք առանց չեզոքացնողի

Ինքը շարժիչի համար Ռոմանոն ոգեշնչում վերցրեց բժշկությունից՝ birdcage ալեհավաք, որը նման է MRI սարքերում օգտագործվողներին։ Ձևավորումը թույլ տվեց հզորության 99%-ը հասցնել պլազմա, ինչը սովորական մետաղալարային կոճերը չեն կարող, քանի որ դրանց ռեակտանսը էներգիայի մի մասը կորցնում է։ Սոլենոիդը պլազման ետ է հրում քվազիչեզոք հոսքի տեսքով, ուստի առանձին չեզոքացնող պետք չէ։ VLEO-ի գազերի կոնցենտրացիաներով վակուումային խցիկում շարժիչը ստեղծեց կայուն պլազմա ընդամենը 50-60 Վտ հզորությամբ։

Ինչ են խոստանում մոդելները Երկրի և Մարսի համար

Ըստ հաշվարկների՝ շարժիչը կարող է արբանյակը 190-250 կմ բարձրության վրա անվերջ պահել 1,6 կՎտ-ից պակաս հզորությամբ։ Նպատակը ցույց է տալիս GOCE արբանյակը, որը շատ ցածր ուղեծրում աշխատում էր քսենոնի իոնային շարժիչով և ի վերջո վառելիքը սպառվեց։ Մարսի վրա, որտեղ մթնոլորտում գերակշռում է ածխաթթու գազը, մոդելը թույլ է տալիս անվերջ աշխատանք 120-160 կմ բարձրության վրա։

Երաշխիք չկա, որ շարժիչը լաբորատորիայից դուրս կգա, սակայն աշխատանքի համաձայն՝ կոմերցիոն կիրառությունները իրական կդառնան, եթե տեխնոլոգիան ապացուցվի թռիչքի ժամանակ։