Токийский университет испытал «магнитный щит» для космических кораблей

Исследователи из Токийского университета протестировали инновационную технологию, направленную на резкое снижение тепловой нагрузки при входе многоразовых космических аппаратов в атмосферу. Согласно данным Иксбт.ком, ученые отказались от тяжелой теплоизоляции и создали специальную экспериментальную установку для изучения магнитогидродинамического торможения. В ходе лабораторного эксперимента удалось изменить структуру нагретого слоя вокруг модели аппарата с помощью мощного электромагнита. Об этом Иксбт.ком сообщает.

Известно, что при входе космического аппарата в атмосферу на гиперзвуковой скорости в его передней части образуется ударная волна. Окружающий газ нагревается до нескольких тысяч градусов и частично превращается в плазму. В настоящее время для защиты от этих экстремальных температур используются специальные жаропрочные плиты или абляционные материалы. Однако такие средства защиты значительно увеличивают массу конструкции и требуют постоянного обслуживания.

Преимущества магнитогидродинамического подхода

Предлагаемый новый подход основан на непосредственном воздействии на ионизированный газ. Мощное магнитное поле должно расширять слой горячей плазмы, отодвигая его от поверхности аппарата. Теоретически это не только снижает нагрев корпуса, но и помогает быстрее снизить скорость за счет увеличения аэродинамического сопротивления. Ранее подобные эксперименты проводились в основном с использованием постоянных магнитов, установленных внутри небольших моделей.

Однако предыдущие методы ограничивали возможности изменения силы и конфигурации магнитного поля. Японские ученые вместо них использовали компактный импульсный электромагнит с системой регулируемых катушек. Во время испытаний на модель воздействовала ударная волна со скоростью более 7 километров в секунду.

Результаты эксперимента и перспективы

Поскольку ударная волна длилась всего десятки микросекунд, исследователям пришлось с высокой точностью синхронизировать момент её возникновения, электромагнитный импульс и съемку высокоскоростной камерой. В эксперименте удалось получить магнитное поле с индукцией 1,24 и 1,58 Tesla. Это вдвое превышает возможности неодимовых постоянных магнитов, использовавшихся в предыдущих установках.

После включения электромагнита было зафиксировано увеличение толщины светящегося слоя нагретого газа на 15 процентов. Это означает, что магнитное поле действительно изменило состояние и структуру плазменного слоя. Пока речь идет не о готовом космическом щите, а только о лабораторном эксперименте, однако в будущем ожидается тестирование технологии в реальных условиях.