러시아 트로이츠크에 있는 실험실은 인류가 행성 간 통근에 더 가까워지도록 유도했을 수도 있습니다. 국가 원자력 기업인 Rosatom의 과학자들은 대략 30~60일 안에 우주선을 화성까지 추진할 수 있다고 주장하는 플라즈마 추진 엔진의 작동 프로토타입을 공개했습니다.
이 개념은 불타는 연소를 전자기적으로 가속된 플라즈마로 대체합니다. 이는 본질적으로 숨막히는 속도로 엔진에서 발사되는 이온화된 수소 원자의 흐름입니다. 6뉴턴에 불과한 이 디자인은 기존 로켓 엔진과 비교할 때 추력 수치가 적당하지만 NASA의 Dawn과 같은 다른 이온 추진기보다 약 60배 더 강력합니다. 몇 주 동안 꾸준히 추진하면 엄청난 최종 속도를 달성할 수 있습니다.
실험실 테스트에서는 하전 입자가 초당 약 100km(초당 62마일)의 놀라운 속도를 달성한 것으로 나타났습니다. 관점에서 보면, 이는 기존의 화학 로켓보다 약 25배 빠릅니다. 인상적인 부분은 높은 입자 속도가 아니라 시스템의 효율성입니다. 몇 분 만에 엄청난 양의 추진제를 연소시키는 대신, 플라즈마 드라이브는 보다 깨끗한 원자력 전력을 전진 운동으로 지속적으로 변환하는 지속적인 에너지 방출 역할을 합니다.
전자기 추진의 작동 원리
연료를 점화하는 대신 Rosatom의 설계는 두 개의 충전된 전극을 사용하여 자기장을 생성합니다. 수소 가스가 그 사이를 통과하면서 전자가 벗겨지고 플라즈마가 생성됩니다. 이 플라즈마는 필드를 통과하면서 엔진 뒤쪽으로 가속되어 필요한 추력을 생성합니다. 가장 강력한 로켓 엔진과 경쟁할 만큼의 추진력은 없을 수 있지만 각 펄스는 상대적으로 작은 추진력을 생성하지만 시스템은 거의 무한정 작동하여 진공 공간에서 추진력을 구축합니다.
Rosatom의 프로토타입은 약 300kW로 작동하는데, 이는 태양 전지판이 아닌 원자력 발전소가 필요한 수치입니다. 새로운 14미터 길이의 진공 챔버 내부에서 엔지니어들은 자기 감금이 어떻게 장기간 작동 및 열 관리를 처리하는지 테스트하고 있습니다. 플라즈마는 극한의 온도까지 가열될 필요가 없기 때문에 엔진의 내부 구성 요소는 연소 기반 추진기의 일반적인 마모를 방지합니다.
그 효율성은 실제로 숫자로 나타납니다. 연료를 얼마나 효과적으로 사용하는지를 측정하는 특정 충격은 거의 10,000초라는 수치를 달성했는데, 이는 현재 최고의 전기 추진기가 내놓는 4,000~5,000초를 능가합니다. 엔지니어들이 이를 소형 원자력 발전소와 안전하게 연결할 수 있다면 미래의 우주선은 막대한 양의 연료를 운반하거나 좁은 발사창이 열릴 때까지 기다리지 않고도 태양계 내부를 여행할 수 있습니다.
화성으로 가는 더 안전하고 빠른 경로를 향해
우주 여행에서는 짧은 여행 시간이 임무를 결정하고 심지어 생명을 구할 수도 있습니다. 1년이 아닌 몇 주 동안 지속되는 여행은 우주 비행사의 우주 방사선 및 미세 중력 효과에 대한 노출을 극적으로 줄여줍니다. Rosatom의 플라즈마 엔진이 광고된 대로 작동한다면 차폐와 건강 위험을 줄이면서 화성 왕복 임무를 실현할 수 있습니다.
이 기술은 현재 고급 추진력을 위한 더 광범위한 추진의 일부를 형성합니다. NASA는 핵 추진 로켓을 추구하고 있고, 민간 기업은 VASIMR 플라즈마 드라이브를 실험하고 있으며, 유럽 연구자들은 소형 위성에 대한 수중 추진 장치를 테스트하고 있습니다. Rosatom의 기여가 눈에 띄는 부분은 잠재적인 규모입니다. 플라즈마 추진 장치는 2030년까지 심우주 화물 임무나 승무원 수송을 위한 고출력 전기 엔진으로 사용될 수 있습니다.
플라즈마 엔진에 대한 회의론은 주장된 성능에 대한 실질적인 증거가 나올 때까지 남아 있을 것입니다. 그러나 그럼에도 불구하고 그것은 흥미로운 전망입니다. Rostatom의 플라즈마 물리학과 원자력 에너지의 독창적인 결합은 마침내 화성을 몇 년이 아닌 몇 주 만에 목적지로 만드는 데 필요한 지속적이고 효율적인 전력을 잠금 해제할 수 있게 되었습니다.
