Нещо ново: „Най-мощният“ космически магнит може да създаде свръхпроводящи двигатели за дълбокия космос

Магнитният модул е толкова мощен, че учените се наложи да работят усилено, за да предотвратят влиянието му върху другите инструменти на борда на МКС.

Екип учени от университета „Виктория“ в Уелингтън, Нова Зеландия, се стреми да намали зависимостта на космическата индустрия от традиционното химическо ракетно задвижване.

Екипът разработва нов тип магнит за електрическо задвижване. През следващите месеци той ще тества технологията на борда на Международната космическа станция (МКС).

По-конкретно, учените от Изследователския институт „Пайхау-Робинсън“ към университета „Виктория“ разработват магнитоплазмодинамични двигатели с приложено поле (AF-MPD). Те използват приложеното магнитно поле за ускоряване на йоните до много високи скорости.

Високотемпературни свръхпроводници за космически полети

Макар че учените се занимават с идеята за използване на AF-MPD двигатели още от 70-те години на миналия век, екипът на Пайхау-Робинсън смята, че може да бъде първият, който ще тества технологията в реални космически условия.

За да направи технологията приложима в космоса, екипът използва високотемпературни свръхпроводници (HTS). Свръхпроводниците обикновено работят при изключително ниски температури, което означава, че „високата температура“ тук е относителна. Магнитите ще работят при температури от -198,15°C (-324,67°F или 75 келвина).

HTS нямат почти никакво електрическо съпротивление, което означава, че се нуждаят от минимална мощност, за да генерират силни магнитни полета.

В интервю за IEEE Spectrum Ранди Полок, главен инженер за космоса в Пайхау-Робинсън, заяви: „Доколкото ни е известно, това е най-мощният електромагнит, който някога е бил използван за подобни цели.“

През 2023 г. Пайхау-Робинсън инсталира първия си прототип на свръхпроводящ електромагнит върху йонен двигател в университета Нагоя в Япония. По време на тестовете те успешно изстрелват новия двигател повече от сто пъти. Техният електромагнит генерира магнитни полета от 1 тесла с по-малко от 1 ват мощност на магнита. В сравнение с традиционните медни електромагнити това е 99-процентно намаление на входящата мощност. В същото време той генерира три пъти по-силно магнитно поле.

Двигателят Kōkako

За да тества допълнително своя електромагнит, екипът Пайхау-Робинсън разработва в лабораторията си в Уелингтън свой собствен двигател, който носи името Kōkako.

„Тръстърът Kōkako предлага няколко предимства пред съществуващите системи за електрическо задвижване“, се обяснява в публикация на уеб сайта на Университета Виктория. „Той може да работи с различни горива, което повишава неговата гъвкавост и рентабилност“.

„Освен това той може да постигне по-високи нива на мощност и тяга, като същевременно поддържа много висока ефективност, което го прави подходящ за дългосрочни мисии като например до Луната, Марс и други дестинации.“

Магнитът на екипа е съставен от четири намотки свръхпроводима лента и е с размер приблизително колкото трапезна чиния. Целта на екипа е в близко бъдеще да направи по-малка итерация. Това ще намали теглото му и ще го направи по-подходящ за космически полети.

Тази година екипът Пайхау-Робинсън има за цел да изпрати на МКС и технологичен прототип, наричан Hēki. Този демонстрационен продукт ще бъде прикрепен към външната страна на космическата станция на външната платформа NanoRacks на Voyager Space. Hēki е думата за „яйце“ на езика маори. Името е избрано, за да отрази факта, че това може да е началото на нова ера в космическите полети.