ناسا تختبر تقنية "بلازما جديدة" لتقليل تأثير الطيران بسرعة تفوق سرعة الصوت
كشف تقرير حديث عن أن “برنامج النقل” الخاص بتكنولوجيا ناسا يعمل على ترخيص حقوله لشكل جديد جذري من أشكال الدفع يستخدم المغناطيسات الكهربائية للتحكم في تدفق البلازما فوق الطائرات والمركبات الفضائية التي تحلق بسرعات تفوق سرعة الصوت.
فعندما تطير المركبات عبر الغلاف الجوي الكوكبي بسرعات تفوق سرعة الصوت أسرع بخمس مرات على الأقل من سرعة الصوت – فإنها تولد تدفقًا من الغازات المشحونة، فيما يتضمن مفهوم ناسا قطبين كهربائيين مثبتين على الدرع الحراري للطائرة أو المركبة الفضائية، بالإضافة إلى مغناطيس كهربائي أسفل الدرع الحراري.
ويلتقط زوج الأقطاب الكهربائية الشحنة الكهربائية في التدفق المتأين للغاز خارج المركبة، إما لشحن بطارية أو لتشغيل ملف كهرومغناطيسي مدمج في الطائرة أو المركبة الفضائية، وهنا تصبح الأمور مثيرة للاهتمام.
حيث تقول وكالة ناسا إن المغناطيس الكهربائي يمكن استخدامه بعد ذلك للتحكم في تدفق الغاز حول السيارة، إما لتقليل السحب (الاحتكاك الجوي) أو توجيه السيارة، ويعتمد هذا المفهوم على ما يعرف بالديناميكية الهيدروديناميكية المغناطيسية، أو MHD، والتي تستخدم المجالات الكهربائية والمغناطيسية للتحكم في تدفق الغازات أو السوائل.
وفقًا لإشعار نشرته الوكالة على بوابة التعاقدات الحكومية SAM، تم تطوير هذه التقنية من قبل باحثين في مركز أبحاث لانغلي التابع لناسا في فرجينيا، وتمت دراستها لاستخدامها في محاكاة الدخول إلى الغلاف الجوي لنبتون، وقد قامت دراسة منفصلة عام 2021 بدراسة نفس التقنية لاستخدامها في الغلاف الجوي للمريخ .
وتدعى الوكالة أن نظام MHD الخاص بها “أبسط من الطرق التقليدية للتحكم في الطائرات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت (على سبيل المثال، الدفع الكيميائي، أو تغيير مركز ثقل الطيران، أو علامات القطع) ويتيح تصميمات جديدة لمهمة الدخول والهبوط والهبوط”.
ويزعم بيان منفصل لوكالة ناسا حول هذه التقنية أنها “تحصد الطاقة من خلال مسح الأجواء المؤينة” ويمكن أن تساعد “مركبات أكبر وأثقل في الأجواء الكوكبية (بما في ذلك الأرض ) بسرعات أعلى”.
فى مارس 2023، وصفت مجموعة من الباحثين الدوليين بتمويل من برنامج المستقبل والتقنيات الناشئة (FET) التابع للمفوضية الأوروبية نظام MHD مشابه لنظام لانغلي، وكتبوا أن التقنيات الفرعية مثل الموصلات الفائقة ذات درجة الحرارة العالية “وصلت إلى مستوى صناعي النضج الكافي لهم ليكونوا بمثابة تقنية تمكينية رئيسية لهذا التطبيق.”
لقد بحثت وكالة ناسا في أساليب هيدروديناميكية مغناطيسية مماثلة لسنوات، يعود تاريخها إلى عام 1965 على الأقل ، وتستشهد دراسة أجراها باحثون في مركز مارشال لرحلات الفضاء التابع للوكالة في ألاباما عام 2003 بالتاريخ الطويل للبحث في هذا الموضوع في لانغلي، مشيرين إلى أن “برنامج لانغلي التابع لناسا كان جهدًا ناجحًا للغاية”.
وقامت وزارة الدفاع الأمريكية أيضًا باختبار ودراسة طرق مختلفة للتوجيه وتقليل السحب الذي تعاني منه المركبات التي تفوق سرعتها سرعة الصوت لعقود من الزمن، على سبيل المثال، بحث الجيش في استخدام الليزر لتقليل كثافة الهواء أمام السيارة ونظر في الاستفادة من المعدلات العالية للدوران والاهتزاز للأسطح المشحونة كهربائيًا لتحقيق نتائج مماثلة للنظام الذي تم ترخيصه من قبل ناسا لانجلي.
