เครื่องยนต์ฟิวชั่นพลาสม่าอาจทำให้สามารถเดินทางข้ามกาแล็กซีได้

นักวิจัยกำลังทำงานเพื่อเอาชนะความท้าทายทางเทคโนโลยีเพื่อสร้างเครื่องยนต์พลาสม่าฟิวชันให้เป็นจริง

การจำลองของไดรฟ์พลาสมาฟิวชันแม่เหล็ก (MFPD) ภาพโดย: ชิเกมิ นูมาซาวะ/ โปรเจกต์เดดาลัส — การจำลองของไดรฟ์พลาสมาฟิวชันแม่เหล็ก (MFPD) ภาพโดย: *ชิเกมิ นูมาซาวะ/ โปรเจกต์เดดาลัส*

Florian Neukart ผู้ช่วยศาสตราจารย์จากสถาบัน Leiden Institute for Advanced Computer Science (LIACS) แห่งมหาวิทยาลัย Leiden และสมาชิกคณะกรรมการของบริษัท Terra Quantum AG ผู้พัฒนาเทคโนโลยีควอนตัมสัญชาติสวิส เชื่อว่าเทคโนโลยีที่กำลังพัฒนาอย่างหนึ่งที่สามารถทำให้การเดินทางข้ามกาแล็กซีกลายเป็นจริงได้ก็คือ Magnetic fusion plasma drive (MFPD) ซึ่ง Interesting Engineering รายงานเมื่อวันที่ 8 ตุลาคม ตัวอย่างเช่น การออกแบบเครื่องยนต์ของ Pulsar Fusion สามารถทำความเร็วได้ 804.672 กม./ชม.

MFPD หรือที่เรียกอีกอย่างว่าระบบขับเคลื่อนฟิวชัน เป็นเทคโนโลยีที่กำลังได้รับการวิจัยและพัฒนาเพื่อรองรับการสำรวจอวกาศและการเดินทางระหว่างดาวเคราะห์ในอนาคต ระบบขับเคลื่อนนี้มีความหนาแน่นของพลังงานและประสิทธิภาพที่สูงกว่าจรวดเคมีทั่วไปมาก เนื่องจากใช้ปฏิกิริยาเทอร์โมนิวเคลียร์ ซึ่งเป็นกลไกที่ให้พลังงานแก่ดวงอาทิตย์และดวงดาว สำหรับการเดินทางไปยังดาวเคราะห์ที่อยู่ห่างไกลหรือแม้แต่การเดินทางข้ามกาแล็กซี มอเตอร์ฟิวชันสามารถให้แรงขับที่ทรงพลังและรวดเร็วยิ่งขึ้น

MFPD อาศัยการหลอมรวม ซึ่งเป็นกระบวนการรวมนิวเคลียสอะตอมเบา (โดยปกติคือไอโซโทปของไฮโดรเจน เช่น ดิวทีเรียมและทริเทียม) เพื่อปลดปล่อยพลังงานมหาศาล กระบวนการนี้แตกต่างจากปฏิกิริยาฟิชชันที่ใช้ในโรงไฟฟ้านิวเคลียร์และระเบิดปรมาณู ปฏิกิริยาฟิวชันใช้เพื่อสร้างพลาสมาที่เคลื่อนที่เร็วและมีพลังงานสูงใน MFPD เพื่อสร้างแรงขับให้กับยานพาหนะ

เมื่อเทียบกับเครื่องยนต์เคมี ระบบขับเคลื่อนด้วยฟิวชันมีข้อได้เปรียบหลายประการ เช่น ใช้เวลาเดินทางสั้น สิ้นเปลืองเชื้อเพลิงน้อย และประสิทธิภาพสูงกว่า ช่วยให้เดินทางภายในและนอกระบบสุริยะได้

“MFPD รวบรวมพลังงานมหาศาลจากปฏิกิริยาฟิวชัน ซึ่งโดยทั่วไปเกี่ยวข้องกับไอโซโทปของไฮโดรเจนหรือฮีเลียม โดยสร้างกระแสอนุภาคความเร็วสูงเป็นผลิตภัณฑ์เสีย ซึ่งในทางกลับกันจะสร้างแรงขับตามกฎข้อที่สามของนิวตัน” นอยการ์ตอธิบาย “พลาสมาจากปฏิกิริยาฟิวชันถูกจำกัดและควบคุมด้วยสนามแม่เหล็ก ในเวลาเดียวกัน การออกแบบ MFPD ยังมีจุดมุ่งหมายเพื่อแปลงพลังงานฟิวชันบางส่วนเป็นไฟฟ้าเพื่อรักษาการทำงานของระบบบนยานอวกาศ”

อย่างไรก็ตาม ความท้าทายทางเทคโนโลยีที่สำคัญที่นักวิจัยต้องเอาชนะให้ได้คือการสร้างระบบขับเคลื่อนฟิวชันที่สามารถใช้งานได้ ในยานอวกาศนั้น การบรรลุและรักษาสภาวะสูงที่จำเป็นสำหรับปฏิกิริยาฟิวชันเป็นเรื่องยากมาก นักวิจัยยังคงศึกษาวิธีการหลายวิธีในการควบคุมพลาสมาจากปฏิกิริยา

อัน คัง (ตาม หลักวิศวกรรมที่น่าสนใจ )

ลิงค์ที่มา