En concreto, el proyecto se estructura en cinco grandes objetivos:
- O1. Turbulencia y transporte anómalo. Se trata en última instancia de reducir las pérdidas de plasma por transporte turbulento tanto en dispositivos de FNCM como de PEE, responsable de la degradación notable del confinamiento en ambos tipos de plasmas. El control de la turbulencia supondría un enorme avance en el desarrollo de la PEE y se estima que los avances en turbulencia para fusión podrán aplicarse allí. En particular, se busca identificar teórica y experimentalmente las principales inestabilidades causantes de la turbulencia.
- O2. Interacción plasma-pared, materiales, y propulsores. Una fracción del plasma sea de PEE o de FNCM siempre acaba por escapar de la trampa magnética hacia la pared, generando pérdidas energéticas, erosión de los materiales y liberando impurezas y partículas frías, lo que de nuevo reduce notablemente las eficiencias de los dispositivos de PEE y de FNCM. Combinando teoría y experimentación se buscan topologías magnéticas, materiales y mezclas de propulsores que minimicen los efectos de pared y caracterización de los más idóneos. Dada la tenuidad del plasma y la emisión secundaria de la pared es necesario además análisis cinéticos complejos para conocer bien la distribución correcta de electrones y cuantificar los flujos a las paredes.
- O3. Deposición de energía por interacción onda-plasma. El calentamiento de plasmas mediante radiación electromagnética en la PEE es una opción disruptiva en pleno auge por su interesante potencialidad y la capacidad de operar sin electrodos en contacto con el plasma. Es imprescindible encontrar regímenes eficientes y controlables fácilmente de absorción de la potencia por el plasma del propulsor y controlar los fenómenos de transporte inducidos por las ondas. Estos fenómenos tampoco son bien conocidos en FNCM, por lo que son necesarios esfuerzos combinados en ambos ámbitos.
- O4. Plataforma de simulación multipropulsor. La resolución de los tres problemas anteriores permitirá incluir correctamente su fenomenología en un simulador integral para diferentes tipos de propulsores electromagnéticos, un hito importante para por un lado comprender sus efectos combinados y por otro facilitar la transferencia tecnológica en PEE.
- O5. Diseño, desarrollo y prueba de un propulsor disruptivo. Este estará basado en el uso calentamiento a la frecuencia ciclotrónica electrónica (ECR) para generar plasmas. Todos los conocimientos adquiridos en los objetivos anteriores serán claves en el diseño de este prototipo, que a su vez permitirá validar los modelos desarrollados.
La continuación natural de este proyecto se centrará en el diseño de propulsores basados en plasmas de fusión, mucho más calientes que los de la PEE y con más capacidad impulsiva, pero con una complejidad científica y tecnológica mucho mayor.