Фатима Ибрагими из Принстонской лаборатории разработала термоядерный двигатель для космических кораблей

10.02.2023 2.4 мин. Электроэнергетика

Фатима Ибрагими – ученый из Принстонской лаборатории физики плазмы США, Департамента энергетики США (DOE) разработала термоядерный двигатель для космических кораблей. На таком двигателе расстояние в 55 миллионов километров от Земли до Марса можно будет преодолеть меньше, чем за двое суток. Термоядерный двигатель Ибрагими будет разгонять космический корабль до 500 километров в секунду – 1,8 миллиона километров в час.
Для сравнения, корабль Вояджер-1 (Voyager 1) летит со скоростью 17 километров в секунду (62000 км/час). Зонд «Паркер» (Parker Solar Probe), отправившийся к Солнцу, разгонялся до 700 000 километров в час (194 км/с), но не за счет тяги двигателей, а в результате гравитационных маневров.
Двигатель Ибрагими работает подобно термоядерному реактору — токамаку. Участие в проекте по его созданию (National Spherical Torus Experiment — NSTX) и увлекло физика на создание космического двигателя. Реактивную тягу в двигателе создают и плазма, и плазмоиды – сгустки, образованные замкнутым магнитным полем. Похожие объекты возникают не только в токамаках, но и в атмосфере Солнца. Но там они находятся внутри, а в двигателе Ибрагими – вылетают наружу с огромной скоростью.
Из расчетов следует, что скорость выхлопов плазмы и плазмоидов можно изменять в пределах от 20 до 500 километров в секунду. Равно, как и регулировать тягу космического корабля, меняя напряженность магнитного поля.
Dailymail

Фатима Ибрагими — ирано-американский физик и изобретатель. Ибрагими получила степень бакалавра и магистра в области физики в Тегеранском политехническом институте в 1993 и 1996 годах соответственно, а также докторскую степень по физике плазмы в Университете Висконсин-Мэдисон в 2003 году под руководством Стюарта Прагера. Её подход к физике плазмы был охарактеризован как «применение знаний из её термоядерных исследований в лаборатории к астрофизике и наоборот». Фатима Ибрагими - главный физиком-исследователем в Принстонском отделе теории физики плазмы и аффилированным научным сотрудником на кафедре астрофизических наук Принстонского университета.
Фатима Ибрагими внесла большой вклад в науку. Ее исследования о том, как плазмоиды (плазменные объекты, заключенные магнитными полями) могут быть использованы для создания начального тока плазмы в компактных сферических токамаках и создания тяги для космического движения. Предложенный Ибрагими электромагнитный плазменный двигатель использует магнитное пересоединение для преобразования магнитной энергии в кинетическую энергию, эмулируя физический механизм, который генерирует солнечные вспышки. Моделирование на суперкомпьютерах NERSC показало, что тяга генерируется изгнанием непрерывно создаваемых плазмоидов, когда магнитная спираль вводится в кольцевой канал подруливающего устройства.
У Принстонского университета есть патент на технологию подруливающего устройства, которая «может стать известной как Ebrahimi Drive — двигатель, вдохновленный термоядерными реакторами и невероятной мощностью солнечных корональных выбросов массы». Ибрагими провела исследование магниторотационной нестабильности и продемонстрировала в глобальном моделировании ее важность для динамо астрофизических дисков и для пересоединения плазмоидов.