22
Радиус этого вращения («ларморовский» радиус) у
электронов гораздо меньше, чем у ионов, настолько, на-
сколько масса электрона меньше массы иона. Именно
это обстоятельство помогает заставить электрическое
поле «работать» на ускорение.
Возьмем коаксиальный (трубчатый) канал с ради-
альным магнитным полем и продольным электрическим
полем и выберем длину его таким образом, чтобы она
была велика по сравнению с электронным ларморов-
ским радиусом, но мала по сравнению с ионным лармо-
ровским радиусом. Если теперь создать в канале плаз-
му, то ионы, ускоряясь в электрическом поле, почти не
будут отклоняться магнитным полем и пролетят уско-
ряющий промежуток насквозь, в то время как электро-
ны будут дрейфовать по азимуту (т. е. вокруг оси си-
стемы), не будучи в состоянии выбраться из ускоряю-
щего промежутка. Энергия ускоренных ионов опреде-
ляется проходимой ими разностью потенциалов. На вы-
ходе ионный пучок необходимо нейтрализовать элек-
тронами из катода-компенсатора (нейтрализатора).
Плотность плазмы подбирается таким образом, чтобы
столкновения частиц друг с другом в зоне ускорения
были редкими. Вот мы и получили ускорительный ка-
нал плазменного двигателя с замкнутым дрейфом, в ко-
тором ионы набирают скорость под действием электри-
ческого поля в присутствии электронов, компенсирую-
щих объемный заряд ионов.
Остается лишь непрерывно подавать в канал ионы.
Происходит это следующим образом: поступающие со
стороны анода атомы рабочего тела ионизируются
вблизи анода во вращающемся электронном облаке, по-
лучившиеся ионы затем ускоряются, а «родившиеся»
1 В системе CGSE ы
др = сЕ/В,
где с — скорость света.
31
вместе с ними электроны за счет столкновений и коле-
баний попадают на анод и, «обежав» затем электриче-
скую цепь, выходят из катода-компенсатора и покидают
систему вместе с ионами.
Сравнивая только что описанный двигатель с азиму-
тальным дрейфом с ионным двигателем, мы видим, что
они в некотором смысле похожи друг на друга: в обеих
системах происходит ускорение ионов в электрическом
поле с последующей нейтрализацией ионного пучка. На
самом деле свойства этих систем в целом резко раз-
личны.
Прежде всего, в ускоряющем промежутке двигателя
с азимутальным дрейфом находится квазинейтральная
плазма, а стало быть, отсутствует ограничение на ионный
ток со стороны объемного заряда 1 . Поэтому такой двига-
тель может работать при самых различных ускоряющих
напряжениях, включая малые (порядка 100 В), что прак-
тически недостижимо для ионных двигателей в силу
малости вытягиваемого в этом случае ионного тока.