آیا فاطمه ابراهیمی با این موتور پلاسمایی موشک نسل جدید، فصل جدید در اکتشافات فضایی خواهد گشود؟

اکثر سایت‌ها و خبرگزاری‌های مهم به تازگی خبر موتور مفهومی که فاطمه ابراهیمی، دانشمند ایرانی – آمریکایی پیشنهاد کرده را بازتاب داده‌اند.

در موتورهای روتین شمیایی، ماده سوختی با یک ماده اکسیدکننده می‌سوزد و طبق قوانین حرکتی نیوتون وقتی با سرعت زیاد از انتهای موشک خارج می‌شود، نیرویی پیشبرنده در خلاف جهت ایجاد می‌کند و موشک را به جلو می‌برد.

دهه‌هاست که عمدتا موشک‌های فضاپیمای ما به همین ترتیب عمل کرده‌اند. در این حالت به خاطر محدود بودن سوخت، موشک وزن محدودی را می‌تواند حمل کند و زمان محدودی روشن خواهد ماند.

همه ابتکارهای ما این بوده که مثلا جرم مواد ارسالی مثل مدارگردها و سیاه‌نشین‌ها را تا حد ممکن کم کنیم و از مواد شیمیایی کاراتر استفاده کنیم. در واقع منتهای کاری که در این روش می‌کرد این بود که نسبت جرم ماده سوختی به جرم وسایل را مانند نسبت سفیده و زرده تحم مرغ به پوسته آن بکنیم تا زمان بیشتری موشک روشن بماند.

بعد از آن داستان موتورهای یونی موشکی پیش آمد. آنها می‌توانستند یون‌ها را با سرعتی بیشتر از حداکثر خارج شدن گاز از موتورهای روتین خارج کنند و به همین علت شتاب موشک را بیشتر می‌توانستند افزایش بدهند و نیازشان به ماده که مثلا یون‌های زنون خیلی کمتر بود.

فاطمه ابراهیمی در آزمایشگاه فیزیک پلاسمای پرنیستون وابسته به وزارت انرژی آمریکا کار می‌کند. او با الهام از شراره‌های خارج شده از خورشید مفهوم اتصال مجدد مغناطیسی یا magnetic reconnection را چند سال پیش ارائه کرد که فرایندی است که در آن پلاسمای تحت میدان مغناطیسی مراحل همگرایی و جدا شدن را بارها تجربه می‌کند.

حالا او پیشنهاد کرده که موتوری بر همین اساس ساخته شود، یعنی نسل جدید از موتورهای یونی ساخته شود که با میدان مغناطیسی همان یون‌های سنگین زنون را شتاب بدهند. برخلاف نسل کنونی موتورهای یونی به سرعت‌های بالاتر، حدود 10 برابر بیشتر از از شتاب‌دهنده‌های کنونی برسند. شبیه‌سازی‌های کامپیوتری هم فعلا کارایی این موتور را اثبات کرده‌اند.

کلا موتور مفهومی جدید پیشنهادی فاطمه 3 تفاوت با موتورهای یونی کنونی دارد:

یکی اینکه قدرت میدن مغناطیسی را می‌توان کم و زیاد کرد و متناسب با آن موشک را راحت‌تر در اعماق فضا هدایت کرد.

تفاوت دوم این است که این موتور هم ذرات پلاسما و هم پلاسمویید را خارج می‌کند.

تفاوت سوم استفاده از میدان مغناظیسی برای خارج کردن یون‌هاست. بقیه شتاب‌دهنده‌ها همان طور که اشاره شدن تنها می‌توانند از گاز سنگین زنون استفاده کنند، اما موتور جدید، دست‌کم در بخش تئوری می‌تواند از گازهای سبک‌تر هم استفاده کند.