Вода в ручье не течёт ровным слоем: она промывает извилистые дорожки, где поток быстрее. Примерно так же ведут себя электроны в холловском двигателе — устройстве, которое толкает космический корабль струёй плазмы.
Внутри двигателя магнитное поле удерживает электроны, а они ионизируют газ и создают тягу. Но часть электронов всё же утекает поперёк поля, снижая эффективность. Долгое время считалось, что эта утечка размазана по всему каналу. Новое моделирование на суперкомпьютере показало: на самом деле электроны собираются в узкие пристеночные потоки, которые тянутся к выходу из двигателя.
Учёные сравнили три варианта: стенки из проводника, из керамики с вторичной эмиссией и открытый выход плазмы. Оказалось, что общая картина с пристеночными каналами остаётся неизменной, меняется лишь их сила и связь с областью выхлопа. Это значит, что «дорожки» — не артефакт расчёта, а фундаментальное свойство плазмы.
Такая организация течения напоминает, как вода в ручье выбирает себе путь. Чтобы улучшить двигатель, нужно не «разглаживать» поток, а учитывать эти естественные каналы — например, подстраивая форму стенок или магнитного поля.
Холловские двигатели уже работают на сотнях спутников, разгоняя ионы до 20 км/с — это в 60 раз быстрее звука в воздухе.
В сериале «Экспансия» корабли используют похожие плазменные двигатели, и их эффективность напрямую зависит от управления такими пристеночными потоками.