La dottoressa Fatima Ebrahimi, che lavora per il Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) del Dipartimento dell’Energia degli Stati Uniti, ha inventato un nuovo razzo a fusione che un giorno potrebbe portare gli esseri umani su Marte. Il dispositivo utilizza campi magnetici per sparare particelle di plasma dal retro del razzo e spingere il velivolo nello spazio.
L’utilizzo dei campi magnetici consente agli scienziati di adattare la quantità di spinta per una particolare missione e gli astronauti modificano la quantità di spinta durante il pilotaggio verso mondi lontani. L’innovazione di Ebrahimi potrebbe portare anche gli astronauti che viaggiano nello spazio sul Pianeta Rosso 10 volte più velocemente degli attuali propulsori a razzo che utilizzano campi elettrici per spingere le particelle.
“Sto preparando questo concetto per un po ‘“, ha detto Ebrahimi. “Ho avuto l’idea nel 2017 mentre ero seduto su un ponte e pensavo alle somiglianze tra lo scarico di un’auto e le particelle di scarico ad alta velocità. Durante il suo funzionamento, questo tokamak produce bolle magnetiche chiamate plasmoidi che si muovono a circa 20 chilometri al secondo, il che mi è sembrato molto simile a una spinta.”
La fusione è il potere che guida il sole e le stelle e combina elementi luminosi sotto forma di plasma. Il plasma è lo stato caldo e carico della materia composto da elettroni liberi e nuclei atomici che rappresenta il 99 per cento dell’universo visibile ed è in grado di generare enormi quantità di energia. Gli scienziati hanno lavorato 24 ore su 24 per replicare la fusione in un laboratorio con la speranza di sfruttare la sua potenza per produrre elettricità per i razzi che viaggiano attraverso lo spazio profondo.
Gli attuali propulsori al plasma che utilizzano campi elettrici per spingere le particelle possono produrre solo un impulso specifico basso, o velocità. Ma le simulazioni al computer eseguite su computer PPPL e il National Energy Research Scientific Computing Center, un DOE Office of Science User Facility presso il Lawrence Berkeley National Laboratory di Berkeley, in California, hanno dimostrato che il nuovo concetto di propulsore al plasma può generare gas di scarico con velocità di centinaia di chilometri per secondo, 10 volte più veloce di quelli di altri propulsori.
Quella velocità più veloce all’inizio del viaggio di un veicolo spaziale potrebbe portare i pianeti esterni alla portata degli astronauti, ha detto Ebrahimi. “I viaggi a lunga distanza richiedono mesi o anni perché l’impulso specifico dei motori a razzo chimico è molto basso, quindi il velivolo impiega un po ‘di tempo per mettersi al passo“, ha detto. “Ma se realizziamo propulsori basati sulla riconnessione magnetica, potremmo plausibilmente completare missioni a lunga distanza in un periodo di tempo più breve.”
Sebbene l’utilizzo della fusione per alimentare i razzi non sia un concetto nuovo, il propulsore di Ebrahimi differisce dai dispositivi principali in tre modi. Il primo è che la modifica della forza dei campi magnetici può aumentare o diminuire la quantità di spinta, il che consentirà di manovrare meglio attraverso l’abisso oscuro che è lo spazio. “Utilizzando più elettromagneti e più campi magnetici, è possibile in effetti ruotare una manopola per regolare la velocità”, ha detto Ebrahimi.
In secondo luogo, il nuovo propulsore produce movimento espellendo sia particelle di plasma che bolle magnetiche note come plasmoidi. I plasmoidi aggiungono potenza alla propulsione e nessun altro concetto di propulsore li incorpora. Tuttavia, l’ultima differenza tra il concetto di Ebrahimi e altri è che il suo utilizza campi magnetici per sparare particelle di plasma dal retro del razzo – dispositivi collaudati nello spazio che utilizzano campi elettrici.
L’uso dei campi magnetici può cambiare le regole del gioco, poiché consente agli scienziati di adattare la quantità di spinta per una particolare missione. “Mentre altri propulsori richiedono gas pesante, fatto di atomi come lo xeno, in questo concetto puoi utilizzare qualsiasi tipo di gas desideri“, ha detto Ebrahimi. Gli scienziati potrebbero preferire il gas leggero in alcuni casi perché gli atomi più piccoli possono muoversi più rapidamente.
Fonte: dailymail.co.uk
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