متابعة | سوزان مصطفى
أثار الإهتمام المتزايد بإستكشاف الفضاء السحيق الحاجة إلى أنظمة صاروخية قوية طويلة العمر لقيادة المركبات الفضائية عبر الكون.وطور العلماء في مختبر برينستون لفيزياء البلازما (PPPL) التابع لوزارة الطاقة الأمريكية (DOE) الآن نسخة معدلة صغيرة من نظام الدفع القائم على البلازما يسمى Hall thruster الذي يزيد من عمر الصاروخ وينتج طاقة عالية.ويقيس النظام المصغر المدعوم بالبلازما – حالة المادة المكونة من إلكترونات حرة الطفو ونواة ذرية أو أيونات – يزيد قطرها قليلاً عن بوصة واحدة ويزيل الجدران حول دافع البلازما لإنشاء تكوينات دافعة مبتكرة.ومن بين هذه الإبتكارات محرك القاعة الأسطواني الذي تم إقتراحه ودراسته لأول مرة في PPPL ،
ودفع Hall بدون جدار بالكامل.ويعمل كلا التكوينين على تقليل تآكل القناة الناجم عن تفاعلات جدار البلازما التي تحد من عمر الدافع – وهي مشكلة رئيسية لدوافع Hall الحلقيّة أو الحلقية التقليدية وخاصةً الدفاعات الصغيرة منخفضة الطاقة للتطبيقات على الأقمار الصناعية الصغيرة.وأخترع الفيزيائيان يفجني ريتسيس ونات فيش الدفاعات ذات القاعة الأسطوانية في عام 1999 وتمت دراستها مع الطلاب في تجربة Hall Thruster Experiment (HTX) في المختبر منذ ذلك الحين.وتمت دراسة أجهزة PPPL أيضاً في دول مثل كوريا واليابان والصين وسنغافورة والإتحاد الأوروبي حيث تدرس كوريا وسنغافورة خططاً للطيران.في حين أنّ دافعات القاعة التي لا تحتوي على جدار يمكن أن تقلل من تآكل القناة فإنّها تواجه مشكلة التوسيع الشامل أو التباعد لعمود دفع البلازما مما يؤدي إلى تدهور أداء النظام.
وتغطي النتائج الجديدة سلسلة من الأوراق البحثية التي نشرها جاكوب سيموندز وهو طالب دراسات عليا في قسم الهندسة الميكانيكية والفضاء بجامعة برينستون مع رايتس مستشاره المساعد في الدكتوراه.ويعمل الفيزيائي في PPPL Masaaki Yamada كمستشار مشارك آخر.وقال رايتس الذي يقود أبحاث PPPL في فيزياء البلازما منخفضة الحرارة و HTX: “في العامين الماضيين نشرنا ثلاث أوراق بحثية عن فيزياء جديدة لمحركات البلازما التي أدت إلى الدافع الديناميكي الموصوف في هذا المقال”. “إنّها تصف تأثيراً جديداً يبشر بتطورات جديدة في هذا المجال”.
