Tim predvođen izvanrednim profesorom Koheijem Shimamurom konstruirao je platformu koja stvara magnetska polja znatno jača od onih postignutih dosadašnjim metodama s trajnim magnetima. U testovima su postigli jakost polja od 1,24 i 1,58 tesle, pri čemu je potonja vrijednost više nego dvostruko veća od konvencionalnih neodimijskih magneta. Riječ je o ključnom koraku prema stvarnim testovima u atmosferi.
Problem vrućine pri povratku
Kada letjelica ulazi u atmosferu, suočava se s udarnim valovima koji prelaze nekoliko kilometara u sekundi i zagrijavaju zrak na površini na nekoliko tisuća stupnjeva. Dosadašnja rješenja oslanjaju se na toplinske pločice i žrtvene materijale koji odvode toplinu, no taj pristup nosi ozbiljna ograničenja – povećava težinu, trošenje površine, troškove i vrijeme popravaka. Upravo su to prepreke koje koče razvoj višekratnih letjelica.
Tehnologija magnetohidrodinamičkog aerokočenja (MHD) nudi drukčiji put. Primjenom magnetskog polja na slabo ioniziranu plazmu u udarnom valu, pregrijani sloj može se proširiti i odmaknuti od površine letjelice. Time se smanjuje protok topline, ali i povećava aerodinamički otpor koji usporava letjelicu.
Novi sustav testiranja
Dosadašnji eksperimenti uglavnom su koristili trajne magnete ugrađene u male modele, što je otežavalo sustavno ispitivanje različitih jakosti i oblika polja. Nova metoda koristi snažan elektromagnet s prilagodljivim zavojnicama koje pokreće mreža za oblikovanje impulsa (PFN). Sustav prati dolazak udarnog vala i precizno sinkronizira magnetsko polje s njegovim trajanjem.
U testu se model suočava s udarnim valom koji putuje brzinom većom od sedam kilometara u sekundi tijekom nekoliko desetaka mikrosekundi u hipersoničnoj ekspanzijskoj cijevi. Brza kamera sinkronizirana s udarnim valom snimila je svjetlost koju emitira zagrijani sloj – takozvani sloj samoemisije. S uključenim poljem, taj je sloj bio više od 15 posto deblji.
Postavlja se pitanje koje izvor ne postavlja: hoće li ovakva tehnologija u konačnici smanjiti ovisnost o skupim toplinskim štitovima koji se moraju zamijeniti nakon svake misije? Ako MHD aerokočenje opravda očekivanja, svemirske agencije mogle bi značajno smanjiti troškove ponovnog lansiranja, što bi otvorilo vrata učestalijim misijama. No pitanje je i koliko će snažne magnete biti moguće ugraditi u stvarne letjelice bez prekomjernog povećanja mase – što je vječna dilema u svemirskoj industriji.
Ovaj je rad objavljen u časopisu Journal of Spacecraft and Rockets, a predstavlja temelj za planirane testove sa stvarnim letjelicama u atmosferi. Radi se o jednoj od ključnih tehnologija za buduće misije koje uključuju ponovni ulazak u atmosferu – bilo da je riječ o povratku astronauta, dostavi tereta ili istraživačkim misijama.