Heeft deze vrouw net de raket gevonden die ons naar Mars brengt?

Dr. Fatima Ebrahimi is de pionier van een nieuw concept van fusieraketbrandstof die mensen naar Mars en verder zou kunnen stuwen.

De natuurkundige die bij het Princeton Plasma Physics Laboratory (PPPL) van het Amerikaanse ministerie van Energie werkte, ontwierp de raket die magnetische velden zou gebruiken om plasmadeeltjes (elektrisch geladen gas) de ruimte in te lanceren.

Volgens de tweede en derde bewegingswet van Newton betekent het behoud van momentum dat de raket naar voren wordt voortgestuwd, met een snelheid van 10 keer sneller dan vergelijkbare eenheden.

Terwijl de huidige in de ruimte geteste plasma-aandrijfmotoren elektrische velden gebruiken om deeltjes voort te stuwen, zal het nieuwe raketontwerp ze versnellen door middel van magnetisch contact.

Dit proces is overal in het universum te vinden, maar het is het meest merkbaar voor de mensheid op het oppervlak van de zon. Wanneer magnetische veldlijnen daar convergeren, voordat ze zich scheiden en vervolgens weer verbinden, produceren ze een enorme hoeveelheid energie.

Soortgelijke energie wordt geproduceerd in toroïdale machines die bekend staan ​​als tokamaks, een magnetische insluitingseenheid die ook een uitstekende kandidaat is voor een praktische kernfusiereactor.

“Ik ben al een tijdje bezig met dit concept”, zegt PPPL-hoofdonderzoeksfysicus Dr. Fatima Ibrahimi, wiens artikel over de uitvinding werd gepubliceerd in het Journal of Plasma Physics.

“Het idee kwam bij mij in 2017 toen ik in een tuin zat te denken aan de overeenkomsten tussen de uitlaat van een auto en de hogesnelheidsdeeltjes die worden gegenereerd door PPPL’s ​​Torus Spherical National Torus Experiment (NSTX)”, zei hij.

NSTX is de voorloper van de huidige grote fusiefaciliteit van het laboratorium, die wordt gefinancierd door het Amerikaanse ministerie van Energie.

“Tijdens het rennen produceert deze tokamak magnetische bellen, plasmoïden genaamd, die met een snelheid van ongeveer 20 kilometer per seconde bewegen, wat mij een grote druk leek”, voegde Dr. Ebrahimi eraan toe.

Kernfusie is de kracht die de zon en de sterren beweegt. Het combineert lichte elementen in de vorm van plasma, de hete en geladen toestand van materie bestaande uit vrije elektronen en een atoomkern die 99% van het zichtbare universum vertegenwoordigt, om enorme hoeveelheden energie te genereren.

Als een reactor die volgens dezelfde principes werkt, op aarde zou kunnen worden nagebouwd, zou deze volgens PPP1 een “vrijwel onuitputtelijke stroomvoorziening voor elektriciteitsopwekking” bieden.

Het nieuwe concept van Dr. Ebrahimi biedt veel betere prestaties dan de plasmaventilatoren in de computersimulatie: het genereert uitlaatgassen met snelheden van honderden kilometers per seconde, tien keer sneller dan andere voortstuwingsmotoren.

De natuurkundige zei dat een hogere snelheid aan het begin van een ruimtemissie exoplaneten binnen het bereik van astronauten zou kunnen brengen.

“Het reizen over lange afstanden duurt maanden of jaren omdat de specifieke stuwkracht van chemische raketmotoren erg laag is, dus het duurt even voordat het ruimtevaartuig inhaalt,” zei hij.

“Maar als we boegschroeven bouwen op basis van magnetisch contact, kunnen we waarschijnlijk langeafstandstaken in minder tijd uitvoeren.”

Hij benadrukte dat zijn concept van motivatie rechtstreeks voortkomt uit zijn onderzoek naar fusie-energie. “Dit werk is geïnspireerd op eerder fusiewerk en dit is de eerste keer dat plasmiden en communicatie zijn voorgesteld voor voortstuwing van de ruimte”, zei Dr. Ebrahimi. “De volgende stap is het bouwen van een prototype!”