Новозеландская компания OpenStar была основана Рату Матаирой (Ratu Mataira) в 2021 году в его квартире в Веллингтоне. А теперь стартап сообщил, что смог создать и удерживать плазменное облако температурой около 300 000 °С в течение 20 секунд в своём экспериментальном реакторе. Матаира утверждает, что вместе со своими сотрудниками добился такого результата на пути к полноценному термоядерному синтезу за два года, потратив менее $10 млн.

Один из элементов реактора. Источник изображения: OpenStar

Для ядерного синтеза требуются гораздо более высокие температуры, но OpenStar подчёркивает оригинальную масштабируемую конструкцию реактора, пригодную для коммерциализации. Перспектива термоядерного синтеза, при котором изотопы водорода сталкиваются внутри плазмы, высвобождая огромные объёмы энергии, манила исследователей на протяжении десятилетий.

Источник изображений: ft.com

В последние годы значительное финансирование направлялось на стартапы в области термоядерного синтеза — инвесторы делают ставку на то, что этот процесс может обеспечить дешёвую, экологически чистую энергию. Однако технология всё ещё находится в стадии разработки, и эксперты пока не называют сроков её коммерческого успеха.

Несколько других проектов термоядерного синтеза, включая ITER во Франции, китайский испытательный реактор Fusion Engineering и JT-60SA в Японии, используют конструкцию «токамака», впервые разработанную советскими учёными в 1950-х годах. Устройство формирует облако плазмы внутри камеры в форме пончика, удерживаемое мощными внешними магнитами.

Матаира утверждает, что в своей конструкции реактора ему удалось «вывернуть конструкцию токамака наизнанку». Вместо внешних магнитов он использовал левитирующий высокотемпературный сверхпроводящий магнит, расположенный внутри перегретой плазмы. Плазма удерживается внутри вакуумной камеры в пределах силовых линий магнита с севера на юг.

«Основная инженерная задача заключается в том, как заставить магнит, окружённый плазмой, работать достаточно долго», — сообщил Матаира. Сейчас левитирующий магнит работает от батареи, которая требует подзарядки через 80 минут.

Такая конструкция реактора впервые была разработана учёными Массачусетского технологического института. По мнению Матаиры она лучше масштабируется, чем реакторы токамак, потому что её легче модифицировать. «Строительство токамака похоже на строительство корабля в бутылке, — пояснил Матаира. — Каждое принятое решение по проектированию влияет на все остальные системы».

Деннис Уайт (Dennis Whyte), профессор Массачусетского технологического института и соучредитель американской компании Commonwealth Fusion Systems, занимающейся термоядерным синтезом, заявил, что он «в восторге» от построенного OpenStar реактора. По его мнению, «это добавляет захватывающую возможность к разнообразным подходам к термоядерному синтезу».

Глава OpenStar ожидает, что термоядерный синтез уже через шесть лет может стать коммерческой технологией. «Мы с энтузиазмом относимся к термоядерному синтезу, так как он может способствовать декарбонизации энергетического сектора, а для этого существует огромный дефицит времени», — сказал Матаира.

Стоит отметить, что ещё в 1987 году Новая Зеландия приняла закон о создании безъядерной зоны в своих территориальных морских, сухопутных и воздушных пространствах. В стране нет атомных электростанций. Однако Матаира утверждает, что исследования OpenStar соответствуют законам страны о радиационной безопасности. Он уверен, что общественность осознает различие между ядерным делением и термоядерным синтезом, который не создаёт радиоактивных отходов.

На сегодняшний день стартап финансируется локальными новозеландскими инвесторами, но планирует в первом квартале 2025 года привлечь от $500 млн до $1 млрд.

Американский солнечный зонд «Паркер» (Parker) в сентябре 2022 года пролетел сквозь корональный выброс массы (КВМ) Солнца и помог исследователям собрать данные о взаимодействии солнечной плазмы с межпланетной пылью.

Источник изображения: parkersolarprobe.jhuapl.edu

КВМ, сквозь который пролетел «Паркер», оказался самым мощным из когда-либо зарегистрированных — впервые за всё время зонду удалось зафиксировать взаимодействие звёздного вещества с межпланетной пылью, летающими в космосе твёрдыми частицами. На основании данных аппарата учёные установили, что в результате выброса была уничтожена межпланетная пыль на расстоянии 9,66 млн км от Солнца. На непродолжительный промежуток времени это пространство оставалось пустым, но затем пыль снова его наполнила.

Установленная на «Паркере» камера WISPR (Wide Field Imagery for Solar Probe) продемонстрировала событие с борта аппарата: кажущееся безмятежным космическое пространство, которое внезапно наполняется ярким светом, а затем прорезается частицами пыли.

Космический зонд «Паркер» был запущен в августе 2018 года — сейчас он вращается вокруг Солнца, пересекая орбиты Венеры и Меркурия. Первое сближение с солнечной короной «Паркер» произвёл в 2021 году, а минувшим летом он помог в наблюдении солнечного ветра. К слову, он был назван в честь физика и астронома Юджина Паркера (Eugene Parker), который изучал солнечный ветер.

Аргентинский астроном-любитель Эдуардо Шабергер Пупо (Eduardo Schaberger Poupeau) поделился редким изображением «плазменного водопада», высота которого над поверхностью звезды составила около 100 000 км — это как восемь планет размером с Землю, поставленных друг на друга.

Источник изображения: Eduardo Schaberger Poupeau

Зафиксированное астрофотографом явление называется протуберанцем полярной короны — такие протуберанцы возникают между 60° и 70° северной и южной широты, а вещество быстро возвращается к поверхности звезды из-за особо сильных магнитных полей в этой области. Поэтому такие выбросы называют «плазменными водопадами». Плазма при данном явлении находится не в свободном падении, а движется под действием магнитного поля, которое её и выбросило — вниз она направляется со скоростью около 36 000 км/ч, что намного быстрее, чем можно было бы объяснить только действием магнитных сил. Учёные пока не разгадали всех механизмов этого явления.

Предполагается, что во время своего выброса протуберанец полярной короны проходит две фазы: медленную, когда плазма неспешно поднимается вверх, и быструю, при которой она ускоряется к высшей точке. Явления подобного рода представляют интерес не только для физики Солнца, но и для ядерной физики: магнитное поле вблизи солнечных полюсов эффективно сдерживает плазму, и особенности этого процесса могут помочь в проектировании термоядерных реакторов.

Протуберанцы полярной короны — довольно распространённые явления, хотя их снимки удаётся заполучить достаточно редко. Но по мере нарастания солнечной активности в текущем 11-летнем цикле их частота может дополнительно вырасти. Так, в начале февраля массивный солнечный протуберанец оторвался от Солнца и оказался захвачен огромным и быстрым полярным вихрем, в котором пребывал около 8 часов.