El propulsor amplificat oscil·lant de camp magnètic (MOA; sovint anomenat motor de plasma pels mitjans de comunicació) és un sistema electrotermodinàmic versàtil, capaç d'accelerar gairebé qualsevol medi gasós carregat elèctricament (aplicació de plasma) a velocitats extremadament altes, generant així un jet de plasma d'alta energia a l'escapament i també a fluids conductors elèctrics (aplicació hidrodinàmica) en general.

Per fer-ho, MOA utilitza l'anomenada ona d'Alfvén, un principi físic dins de la magnetohidrodinàmica que va ser descrit per primera vegada el 1942 pel posterior guanyador del Premi Nobel Hannes Alfvén i que afirma que els camps magnètics fluctuants poden induir ones de densitat en medis conductors elèctrics (per exemple, plasma, aigua salada, etc.). Aquestes ones de densitat poden assolir velocitats molt elevades i, a mesura que les partícules de l'interior del medi s'hi acoblen, les partícules també s'acceleren a velocitats molt elevades, assolint en conseqüència energies cinètiques molt elevades.

A causa del mecanisme d'escalfament basat en la compressió adiabàtica, el MOA és fonamentalment diferent d'altres propulsors electrotèrmics, especialment del propulsor magnetoplasmadinàmic o MPD amb el qual de vegades es compara amb el terme col·lectiu de motor de plasma.

Àrees d'aplicació A causa de les altes velocitats d'escapament i l'alt impuls específic associat i/o l'alta energia de les partícules, emergeixen dues àrees d'aplicació principals: els vols espacials i el recobriment de materials particulars. En el cas dels vols espacials, l'alt impuls específic condueix a una reducció rellevant en el consum de propel·lent (fins a un 90%) en comparació amb els motors iònics d'última generació actuals. En el cas del recobriment, l'alta energia cinètica de les partícules d'escapament condueix a una alta profunditat de penetració dins del material objectiu. Això permet, per exemple, endurir l'acer, l'alumini i altres metalls, però també canviar les propietats dels materials del vidre i els plàstics.

Un avantatge addicional del concepte MOA és el seu comportament sense corrosió, la qual cosa comporta una llarga vida útil del sistema. Els mateixos camps magnètics que generen les ones d'Alfvén impedeixen que les partícules d'alta energia colpeixin la paret del propulsor o qualsevol altre component estructural del MOA, evitant així qualsevol dany induït per partícules de manera gairebé inherent.

Configuració del sistema MOA miniatura|Disparament del propulsor MOA dins d'una cambra de buit Aplicació de plasma

En principi, el propulsor MOA està compost de cinc subsistemes:

Generador de plasma, Tub central, bobina primària, Bobina secundària, Unitats de subministrament i control.

El generador de plasma produeix un flux continu de partícules ionitzades, que es desplacen dins del tub central cap a la boquilla d'escapament magnètica. Aquestes partícules poden ser, per exemple, molècules de nitrogen o hidrogen, així com gasos nobles com l'argó o el xenó o qualsevol altra substància gasosa. Com que les partícules estan ionitzades, reaccionen sobre els dos camps magnètics, que generen la bobina primària i la secundària. D'aquestes dues, la bobina primària està permanentment activada, ja que també forma la boquilla d'escapament magnètica, mentre que la bobina secundària s'activa i desactiva cíclicament per deformar les línies de camp magnètic del sistema. Mitjançant aquesta deformació es generen ones d'Alfvén, que, en el següent pas, transporten, comprimeixen i acceleren el medi propulsiu fins a paràmetres predefinits específics. Finalment, les unitats de subministrament i control s'asseguren que el propulsor MOA funcioni dins dels paràmetres previstos.

Com que el concepte requereix un generador de plasma per produir les partícules ionitzades, el MOA es pot descriure en principi com un sistema de propulsió elèctrica, similar a un motor iònic. Tanmateix, a causa de la interacció dels camps magnètics, les partícules també es comprimeixen i s'escalfen adiabàticament, convertint així tot el sistema en un sistema electrotermodinàmic. La combinació dels principis elèctrics i termodinàmics també condueix a una unificació dels respectius avantatges. Com a tal, el MOA presenta, d'una banda, l'alta eficiència dels sistemes de propulsió elèctrica i, de l'altra, la capacitat d'accelerar un nombre elevat de partícules, igual que un sistema tèrmic, aconseguint així un empenyiment relativament alt a un impuls específic elevat. La combinació d'alta energia de partícules/velocitat d'escapament i empenyiment relativament alt en aquesta forma és una proposta innovadora. L'alta flexibilitat de canviar l'empenyiment i l'impuls específic durant el vol adaptant el flux màssic i el consum d'energia és actualment una característica única que proporciona aquest nou concepte de propulsor.

Aplicació hidrodinàmica

En l'aplicació hidrodinàmica, el MOA es diferencia principalment en què la font de plasma ja no és necessària. Fonamentalment, la seva funció és el suport amb un fluid conductor elèctric o un electròlit disponible d'un tanc o d'un reservori ambiental (aigua de mar salada, etc.).

Història i estat actual El MOA va ser inventat i definit originalment per Manfred Hettmer el 1982. També va desenvolupar el sistema des d'un model teòric fins a un dispositiu pràctic després d'assolir un nivell bàsic de finançament propi gràcies al seu emprenedoria en el sector de les TI. En el primer pas lògic, el 1998, va començar a codificar una simulació per ordinador i va construir una maqueta per definir components i funcions el 1999 (al principi sense una font de plasma). En establir contactes professionals, Hettmer també va poder formar un petit equip. Les primeres proves amb un model de placa de proves funcional es van realitzar en un laboratori de l'LRT (Institut d'Astronàutica) de la Universitat Tècnica de Munic a Garching. Una primera sol·licitud de patent es va presentar el 2003.

En un dictamen expert d'Horst Loeb (guanyador de la Medalla Stuhlinger el 2005) a la Universitat Justus-Liebig de Gießen, el concepte MOA també es va confirmar sobre la base del concepte tècnic i les dades de simulació creades per Hettmer.

Finalment, un laboratori de la Universitat Tècnica de Graz es va poder utilitzar per a proves addicionals. A l'Institut de Xarxes de Comunicació i Comunicació per Satèl·lit, la campanya de proves va continuar i va demostrar la viabilitat del concepte MOA. Els resultats obtinguts es van presentar al Congrés Internacional d'Astronàutica a Fukuoka, Japó, el 21 d'octubre de 2005. Un article escrit per Hettmer es va publicar en una revista a Alemanya el 2006."Raumfahrt Concret" 2/2006

L'empresa dedicada anomenada QASAR Technologieentwicklung Ges.mbH (registre mercantil austríac HG Wien FN 268333h), fundada per Hettmer el 2003, es va crear per desenvolupar encara més la tecnologia MOA i per provar possibles aplicacions terrestres, tant per a vols espacials com en l'àrea del recobriment i altres àrees. L'estiu del 2005, el prototip MOA va assolir el TRL 5 (nivell de maduresa tecnològica) després que el component i/o la placa de proves haguessin estat validats en un entorn pertinent.

Després que QASAR Technologieentwicklung Ges.mbH tanqués a principis del 2009 a causa de dificultats internes amb els accionistes i els inversors, Hettmer va continuar el projecte en gran part amb fons propis dins de les possibilitats donades. Està prevista la implementació d'una aplicació comercial.

Referències

Categoria:Motors Categoria:Coets