Электродвигательная установка — это главный двигатель и ключевой элемент технологии для освоения и освоения космоса. Заряженные частицы образуются электрическим разрядом и ускоряются, i.е. импульс передается им через электромагнитные поля. Сила тяги эквивалентна импульсу, истощаемому устройством, и, таким образом, космический корабль может быть отправлен в космос.
В зрелых электрических двигательных установках, таких как ионные двигатели, двигатели Холла и магнитоплазматические двигатели, электроды подвергаются воздействию плазмы. Ионное распыление и эрозия со временем повреждают эти открытые электроды.
Для двигательных установок, которые используются в течение длительного периода, были предложены и тщательно исследованы безэлектродные двигательные установки в качестве альтернативного варианта. Они представлены магнитоплазменной ракетой с регулируемым удельным импульсом (VASIMR) и геликонным плазменным двигателем.
В концепции геликонного плазменного двигателя заряженные частицы в источнике геликонной плазмы высокой плотности направляются к выходу из открытого источника и ускоряются магнитным соплом посредством процесса магнитного расширения. В двигателе малой тяги происходят различные процессы усиления и потери импульса частицы, существенно влияющие на характеристики тяги, где сила тяги эквивалентна импульсу, истощенному из системы.
Считалось, что основная потеря импульса происходит на боковой стенке источника, где «радиальный» импульс передается стенке за счет электростатического ускорения ионов в плазменной оболочке. Это может быть правдой. Хотя потеря осевого импульса там считалась незначительной, данные экспериментов ясно показывают наличие «осевого» импульса, теряемого боковой стенкой, который передается радиально потерянными ионами.
Эта значительная потеря осевого импульса, по-видимому, возникла из-за внутреннего аксиального электрического поля в плазменном ядре, которое, по-видимому, еще больше усиливается высокоионизированной плазмой для будущей работы мощного геликонного плазменного двигателя.
Мы надеемся, что более подробное понимание динамики плазмы приведет к дальнейшему развитию усовершенствованной безэлектродной электрической двигательной установки большой мощности.