Silniki plazmowe należą do grupy napędów elektrycznych, w których zamiast tradycyjnego spalania paliwa wykorzystuje się zjonizowany gaz, czyli plazmę. W teorii pozwala to osiągać ekstremalne prędkości – nawet rzędu kilkudziesięciu kilometrów na sekundę – co czyni tę technologię niezwykle atrakcyjną zwłaszcza w kontekście podróży kosmicznych. napęd plazmowy jest już zresztą stosowany w różnych wariantach w satelitach i sondach kosmicznych, gdzie liczy się wysoka wydajność przy długotrwałym przyspieszaniu.
Czytaj też: Energia słoneczna przez całą dobę i cały rok. Nowa bateria to coś, o czym branża marzyła od lat
W przypadku zastosowań atmosferycznych, takich jak samoloty, sytuacja wygląda jednak zupełnie inaczej. Największą przeszkodą okazuje się ogromne zapotrzebowanie na energię. Aby wytworzyć plazmę zdolną wygenerować ciąg porównywalny z klasycznym silnikiem odrzutowym, konieczne są ekstremalnie wysokie temperatury i bardzo duże ilości energii elektrycznej.
W praktyce oznacza to, iż samolot wyposażony w taki napęd musiałby zabrać na pokład potężne źródło zasilania: coś w rodzaju latającej elektrowni. Problem polega na tym, że obecne technologie akumulatorów nie są w stanie dostarczyć odpowiedniej mocy przy akceptowalnej masie. Baterie zdolne zasilić silnik plazmowy byłyby tak duże i ciężkie, że uniemożliwiłyby oderwanie się maszyny od ziemi.
Sam mechanizm działania takiego silnika jest stosunkowo prosty w założeniach. Zamiast spalania paliwa lotniczego, jak ma to miejsce w tradycyjnych jednostkach napędowych, powietrze jest przekształcane w plazmę poprzez intensywne podgrzewanie i jonizację. Następnie przy użyciu pól elektromagnetycznych cząstki są przyspieszane i wyrzucane z ogromną prędkością, generując ciąg. Problem w tym, iż warunki potrzebne do utrzymania plazmy przypominają te znane z ekstremalnych zjawisk naturalnych, takich jak pioruny czy wnętrza gwiazd, co samo w sobie pokazuje skalę trudności.
Nie oznacza to jednak, że badania nad tą technologią stoją w miejscu. Naukowcy z różnych ośrodków eksperymentują z prototypami, w tym z wykorzystaniem mikrofal do generowania plazmy w specjalnych komorach. Takie układy działają w warunkach laboratoryjnych, lecz ich skalowanie do poziomu użytecznego w lotnictwie cywilnym pozostaje ogromnym wyzwaniem.
Czytaj też: Elektryczny rower na sterydach. Ten silnik jest tak mocny, że nie uwierzysz w jego istnienie
Co ciekawe, tam gdzie ograniczenia grawitacyjne są mniejsze, czyli w przestrzeni kosmicznej, napędy plazmowe mają znacznie większy sens. W próżni mogą pracować przez długi czas, stopniowo rozpędzając statki kosmiczne do bardzo wysokich prędkości. Według niektórych koncepcji mogłyby nawet skrócić podróż na Marsa do kilkudziesięciu dni, co czyni je jedną z najbardziej obiecujących technologii przyszłej eksploracji kosmosu.
Na Ziemi jednak fizyka pozostaje bezlitosna. Dopóki nie nastąpi przełom w dziedzinie magazynowania energii, na przykład w postaci ultrawydajnych baterii lub lekkich reaktorów, plazmowe silniki odrzutowe pozostaną ciekawostką technologiczną i obiektem badań, a nie realną alternatywą dla współczesnych samolotów. Nowe koncepcje pokazują więc wyraźnie granicę między tym, co możliwe teoretycznie, a tym, co wykonalne inżynieryjnie.
Źródło: BGR
