Silnik termojądrowy: plazma w prototypie Sunbird

# Pulsar Fusion uruchomiła plazmę w prototypie termojądrowego silnika rakietowego

Brytyjski startup Pulsar Fusion osiągnął przełom: w prototypie układu wylotowego Sunbird fusion po raz pierwszy udało się wzniecić plazmę za pomocą pól elektrycznych i magnetycznych. Testy przeprowadzono w siedzibie firmy w Bletchley w Wielkiej Brytanii i transmitowano na żywo podczas konferencji Amazon MARS. To pokazuje potencjał termojądrowych silników do przyspieszania lotów międzyplanetarnych.

Technologiczna podstawa eksperymentu

Prototyp Sunbird fusion to wczesny model rakietowego silnika o napędzie termojądrowym. Zespół zastosował pola elektryczne i magnetyczne do jonizacji gazu oraz wytworzenia plazmy w ekstremalnych temperaturach. Stabilizacja plazmy w warunkach laboratoryjnych na Ziemi jest trudna ze względu na straty ciepła, ale w próżni kosmicznej niskie temperatury otoczenia znacznie ułatwiają to zadanie.

Proces naśladuje reakcje napędzające gwiazdy: fuzję lekkich jąder atomowych (deuteru i trytu) z uwolnieniem energii zgodnie z równaniem Einsteina E=mc². W silniku plazma jest przyspieszana polami magnetycznymi, tworząc strumień wylotowy o bardzo wysokiej prędkości.

Zalety napędu termojądrowego

Termojądrowe silniki obiecują radykalny wzrost wydajności w porównaniu z silnikami chemicznymi i jonowymi:

• Ciąg: nawet 1000 razy większy niż w silnikach orbitalnych (np. Hall thrusters).
• Prędkość: do 800 000 km/h (0,66% prędkości światła), w porównaniu do 40–50 km/s w dzisiejszych systemach.
• Wydajność energetyczna: specyficzny impuls (Isp) rzędu dziesiątek tysięcy sekund wobec 450 s dla LH2/LOX.
• Paliwo: deuter z wody, którego zapasy wystarczą na wieki.
• Skalowalność: modułowe konfiguracje dla statków różnych klas.

Takie parametry skracają lot na Marsa z 6–9 miesięcy do 1–3 tygodni, minimalizując narażenie na promieniowanie kosmiczne i mikrograwitację.

Wyzwania i przyszłe ulepszenia

Główne problemy systemów termojądrowych:

• Stabilizacja plazmy: turbulencje powodują straty energii (niestabilności MHD).
• Materiały: potrzeba nadprzewodników do pól >10 T.
• Uruchomienie reakcji: osiągnięcie kryterium Lawsona (nτE > 10²¹ m⁻³·s·keV).

Pulsar Fusion koncentruje się na nadprzewodzących magnesach wysokiego pola dla lepszego uwięzienia plazmy. Kolejne testy sprawdzą stabilność plazmy i zmierzą ciąg w komorze próżniowej.

Co ważne

• Pierwszy udany zapłon plazmy w prototypie termojądrowego silnika rakietowego otwiera drogę do bezpośrednich trajektorii na Marsa.
• Potencjał prędkości 800 000 km/h radykalnie zmienia logistykę Układu Słonecznego.
• Próżnia kosmiczna jest idealna dla fuzji termojądrowej, zmniejszając zapotrzebowanie na kriogenikę.
• Ulepszenia magnesów zwiększą efektywność uwięzienia o 20–50%.
• Skrócenie misji obniża ryzyka dla załogi: promieniowanie, osteoporozę, zanik mięśni.

— Editorial Team