パルサー核融合:次世代のクリプトンプラズマ宇宙推進をリード

パルサーフュージョン
ブレッチリー, イギリス
www.pulsarfusion.com

サンバード初のクリプトンプラズマ。 （画像：パルサーフュージョン）

今日の宇宙船は主に 2 つのまったく異なる推進システムに依存しており、それぞれに基本的な制限があります。化学ロケットは、打ち上げや迅速な操縦に不可欠な非常に高い推力を生成しますが、その排気速度が比較的低いため、宇宙船が最終的に宇宙を移動できる速度は制限されます。

イオンスラスターやホールスラスターなどの電気推進システムは、非常に高い排気速度を達成し、高効率になります。ただし、生成する推力は非常に低いため、宇宙船は長期間にわたって徐々に加速する必要があります。核融合推進には、高推力と極めて高い排気速度の両方を実現する可能性があります。この組み合わせにより、太陽系内の移動時間を大幅に短縮できる可能性があります。

急速に成長する衛星および深宇宙市場向けに高度な推進技術を開発している英国に本拠を置く宇宙推進会社パルサー・フュージョンは、最近同社のサンバード排気試験システムで「初のプラズマ」を達成したと発表した。このマイルストーンは、宇宙旅行用の核融合排気システムの物理的アーキテクチャを初めて垣間見たことを表しています。

チャンバー内のサンバードの正面図。 （画像：パルサーフュージョン）

この成果は、カリフォルニア州オーハイで開催された Amazon の MARS カンファレンスの専用技術セッションでライブで実証されました。このカンファレンスでは、機械学習、オートメーション、ロボティクス、宇宙の先見の明のあるリーダーが地球外の人類の未来を形作るために集まりました。

Sunbird のデモは、パルサー フュージョン CEO のリチャード ディナン氏によって、世界をリードする機械学習とロボット工学の学者/起業家、ノーベル賞受賞者、宇宙飛行士からなる尊敬されるグループにライブで披露されました。このテストは英国ブレッチリーのパルサー科学者によって実施され、リチャード ディナンのプレゼンテーション中にカリフォルニアのステージにライブ ストリーミングされました。

このテストは開発の初期段階であり、Sunbird システムの排気構造内にプラズマが閉じ込められることを実証します。この実験では、電場と磁場の組み合わせを使用して、排気チャネルを通して荷電粒子を誘導し、加速します。

Sunbird は、パルサー フュージョンの最先端のデュアル ダイレクト フュージョン ドライブ (DDFD) を搭載しています。高い比推力 (10,000 ～ 15,000 秒) と 2 MW の出力により、サンバードは宇宙旅行の可能性を再定義します。 Dual Direct Fusion Drive (DDFD) は、宇宙船に推力と電力の両方を供給できるコンパクト設計の核融合エンジンです。この技術は、限られた時間内で、推進剤の質量に対する非常に高いペイロード比で太陽系を探索する前例のない可能性を開きます。 DDFD は 1 つの統合デバイスで推進力だけでなく電力も供給するため、到着時にペイロードに 2 MW もの電力を供給することになります。

大きな真空試験室のサンバード。 （画像：パルサーフュージョン）

開発の次の段階では、パルサーは推力バランス、E×B プローブ、RPA 測定を使用して、推力と排気速度を含む詳細な性能データを収集します。このデータにより、パルサーは最初のサンバード ミッションを計画できるようになります。

サンバードのミッション寿命を最大限に延ばすために、パルサーは英国原子力庁と協力して研究プログラムを開発しました。このプログラムでは、原子炉内での摩耗の主な原因となる、原子炉の壁と磁石に対する中性子線の影響を研究します。

この最初のテスト シリーズでは、初期のテストに必要な質量流量における比較的高いイオン化効率と不活性特性により選択されたクリプトンが推進剤として使用されました。

今後の実験には、回転磁場加熱、RF 加熱システム、専用の推力バランスが組み込まれ、より詳細な性能測定が可能になります。

将来を見据えて、パルサー・フュージョンは磁気システムを希土類高温超電導磁石にアップグレードし、より強力な磁場とより高いプラズマ密度と圧力条件の探査を可能にする計画です。このプログラムは最終的に、サンバード推進システムの継続的な開発の一環として、無中性子核融合燃料サイクルの実験作業を開始することを目的としています。

この記事はパルサー・スペース (イギリス、ブレッチリー) から寄稿されました。詳細については、 ここをご覧ください。