מנוע פלזמה

מתוך ויקיפדיה, האנציקלופדיה החופשית
קפיצה לניווט קפיצה לחיפוש
Gnome-colors-edit-find-replace.svg
יש לשכתב ערך זה. הסיבה לכך היא: תרגמת.
אתם מוזמנים לסייע ולתקן את הבעיות, אך אנא אל תורידו את ההודעה כל עוד לא תוקן הדף. אם אתם סבורים כי אין בדף בעיה, ניתן לציין זאת בדף השיחה.
מנוע פלזמה ממרכז מחקר לואיס בקליבלנד, אוהיו בשנת 1961.
מנוע פלזמה במהלך מבחן טיסה.
VASIMR spacecraft.jpg
חללית VASIMR

מנוע הנעת פלזמה הוא סוג של מנוע חשמלי היוצר דחף מפלזמה כמעט־ניטראלית. זאת בניגוד למנועי יונים, אשר מייצרים דחף על ידי חילוץ יון ממקור פלזמה והאצתו למהירויות גבוהות באמצעות רשתות של אנודות. לרוב, מנועי פלזמה לא משתמשים ברשתות מתח גבוה או אנודות וקתודות כדי להאיץ את החלקיקים הטעונים בפלזמה, אלא משתמשים בזרמים ומתחים אשר נוצרים באופן פנימי בפלזמה. היונים אמנם יוצאים במהיריות נמוכות בגלל חוסר במאיץ בעל מתח גבוה, אך לסוג זה של מנועים יש מספר יתרונות. ראשית חוסר רשתות המתח הגבוה של האנודות מסיר אלמנט מגביל אפשרי כתוצאה משחיקת רשתות היון. בנוסף לכך פליטת הפלזמה היא "מעין ניטראלית", מה שאומר שיונים ואלקטרונים קיימים במספר שווה, דבר המאפשר רקומבינציה (שחלוף) אלקטרון ביון בפליטה הגורמת לנטרול פלומת הפליטה, המבטלת את הצורך בתותח אלקטרונים (קתודה חלולה). סוג זה של מדחף יוצר לעיתים קרובות פלזמה באמצעות תדרי רדיו של אנרגיית מיקרוגל, הנוצרים באמצעות אנטנה חיצונית. עובדה זו, בשילוב עם היעדר קתודה חלולה (אשר מאוד רגישה לכל מלבד כמה גזים אצילים) מאפשרת את האפשרות המסקרנת של הישתמשות בסוג זה של מדחף במגוון עצום של חומרים יוצרי הנעה, מארגון, פחמן דו־חמצני, תערובות אוויר ושתן אסטרונאוטים.

מנועי פלזמה מתאימים יותר למשימות מסע בחלל למרחקים ארוכים.

בשנים האחרונות, סוכנויות רבות פיתחו כמה צורות של מנועים המונעים בדלק פלזמה, וביניהם סוכנות החלל האירופית, סוכנות החלל האיראנית והאוניברסיטה הלאומית של אוסטרליה, שפיתחו במשותף סוג מתקדם יותר של מנוע שתואר כמדחף שכבה כפול.[1][2] עם זאת, סוג זה של מנוע פלזמה הוא רק אחד מני רבים.

סוגי מנועים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מנוע הליקון דו־שכבתי[עריכת קוד מקור | עריכה]

מנוע הליקון דו־שכבתי משתמש בגלי רדיו כדי ליצור פלזמה ובזרבובית מגנטית כדי למקד ולהאיץ את הפלזמה.

מיני־מנוע הליקון מתאים במיוחד לתמרונים בחלל. הוא פועל על חנקן והמתקף הסגולי שלו גדול פי 10 בערך ממתקף סגולי של מנועים רקטיים.[3][4]

מדחפים מגנטו־פלזמיים דינמיים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מדחפים מגנטו־פלזמיים דינמיים (MPD) משתמשים בכוח לורנץ (כוח הנוצר כתוצאה מפעולת גומלין בין שדה מגנטי וזרם חשמלי) כדי ליצור דחף. המטען החשמלי זורם דרך הפלזמה בנוכחות שדה מגנטי גורם פלזמה להאיץ עקב הכוח המגנטי שנוצר.

מדחפי אפקט הול[עריכת קוד מקור | עריכה]

מדחפי אפקט הול משלבים שדה מגנטי סטטי מקומי חזק הניצב לשדה החשמלי שנוצר בין האנודה במעלה הזרם וקתודה במורד הזרם הנקראת מנטרל, כדי ליצור "קתודה וירטואלית" (שטח של צפיפות אלקטרונים גבוהה) ביציאה של המכשיר. קתודה וירטואלית זו מושכת את היונים שנוצרו בתוך התמרון הקרוב יותר להאנודה. לבסוף אלומת היונים המואצת מנוטרלת על ידי חלק מהאלקטרונים הנפלטים על ידי מנטרל.

מדחפי פלזמה השראיתיים[עריכת קוד מקור | עריכה]

מדחפי הפלזמה השראיתיים מישתמשים בכוח ponderomotive הפועל על כל פלזמה או חלקיק טעון הנימצא תחת השפעת אנרגיה אלקטרומגנטית חזקה כדי להאיץ את הפלזמה.

סדרת SPT[עריכת קוד מקור | עריכה]

ייצור סדרתי התחיל בברית המועצות בשנות ה־70. אחת הגרסאות המוקדמות, SPT-100 מיוצרת עכשיו ברישיון על ידי European Snecma Moteurs תחת השם PPS-1350. למנוע SPT-290 יש דחף של 1.5N, כוח של 5–30 קילוואט חשמל מתקף סגולי של 30 קילומטר לשנייה יעילות של 65% ומשקלו 23 קילוגרם.

VASIMR[עריכת קוד מקור | עריכה]

VASIMR

VASIMR, או רקטת מגנטו-פלזמה בעלת מתקף סגולי משתנה (Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket), פועל באמצעות גלי רדיו המייננים דלק לפלזמה ושדה מגנטי המאיץ את הפלזמה מהחלק האחורי של מנוע הרקטה ליצרת דחף. בימים אלה חברת אסטרה רוקט, שבסיסה ביוסטון, טקסס בעזרת חברה מבוססת NS קנדה Nautel, מייצרת מדחפים בעלי כוח של 200 קילוואט המייננים דלק על ידי גלי רדיו. חלק מהרכיבים והניסויים של "יורה פלזמה" נבדקים במעבדה הממוקמת בליבריה, קוסטה ריקה. פרויקט זה הוא בראשות אסטרונאוט נאס"א לשעבר, ד"ר פרנקלין צ'אנג־דיאז. לאחרונה הברית האווירית קוסטה ריקה הודיעה על שיתוף הפעולה שלה עם פרויקט זה על ידי פיתוח מכשיר תמיכה חיצוני ל־VASIMR  המותאם לצד החיצוני של תחנת החלל הבינלאומית, וזאת כחלק מהתוכנית לבדיקת VASIMR בחלל, מבחן זה צפוי להתנהל בשנת 2016. מנוע 200 מגוואט אמור להפחית את משך הטיסה מכדור הארץ לצדק ושבתאי משש שנים לארבע עשרה חודשים, ואת משך הטיסה למאדים מ 6 חודשים ל־39 ימים.[5]

ראו גם[עריכת קוד מקור | עריכה]

קישורים חיצוניים[עריכת קוד מקור | עריכה]

הערות שוליים[עריכת קוד מקור | עריכה]

  1. ^ "מנוע פלזמה עובר בדיקה ראשונית". חדשות BBC. (באנגלית) 14 דצמבר 2005.
  2. ^ "פיתוח מנוע הליקון דו־שכבתי" (באנגלית)
  3. ^ אליזבת א. תומסון (2009). "רקטות MIT שואפת לדחיפות זולות יותר בחלל". MIT. (באנגלית) 24 יולי 2012.
  4. ^ MIT (2009) "מדענים מפתחים תמרון פלזמה חדש".. UPI. (באנגלית) 24 יולי 2012.
  5. ^ Zyga, ליסה (2009)., "רקטת פלזמה יכול לנסוע למאדים ב־39 ימים" PhysOrg