ساخت موتور جت مبتنی‌بر پلاسمای هوا و بی‌نیاز از سوخت فسیلی
انسان به‌ویژه در عرصه‌ی حمل‌ونقل به سوخت‌های فسیلی به‌عنوان منبع اصلی انرژی وابسته است. با‌این‌حال، سوخت‌های فسیلی ناپایدار و خطرناک هستند و به‌عنوان بزرگ‌ترین منبع تولید گازهای گلخانه‌ای شناخته می‌شوند و مصرف بی‌رویه‌ی آن‌ها به بروز عوارض تنفسی و تخریب محیط‌زیست دراثر گرمایش زمین منجر شده است. به‌نقل از نیویورک تایمز، هواپیماهای تجاری مسئول انتشار ۲/۵ درصد از گازهای گلخانه‌ای هستند.
اکنون تیمی از پژوهشگران در مؤسسه‌‌ی علم و فناوری دانشگاه ووهان، نمونه‌ای آزمایشی از دستگاهی را رونمایی کرده‌اند که برای پیش‌رانش جت از پلاسمای هوای ریزموج استفاده می‌کند. آن‌ها طرز کار موتور ابداعی خود را در نشریه‌ی AIP Advances تشریح کرده‌اند. جائو تانگ، استادتمام دانشگاه ووهان و نویسنده‌ی پژوهش می‌گوید:
کمک به حل معضلات گرمایش جهانی ناشی از استفاده‌ی انسان از موتورهای احتراقی سوخت فسیلی برای نیرورسانی به ماشین‌آلات نظیر خودروها و هواپیماها، انگیزه‌ی ما از ابداع موتور جدید بود.
پلاسما درکنار جامد و مایع و گاز حالت چهارم ماده محسوب می‌شود و دربردارنده‌ی تراکمی از یون‌های باردار است. پلاسما به‌طورطبیعی در مکان‌هایی نظیر سطح خورشید و جوّ زمین هنگام صاعقه وجود دارد؛ اما انسان می‌تواند به‌طورمصنوعی نیز آن را تولید کند. پژوهشگران با قراردادن هوا زیر فشار زیاد و استفاده از ریزموج برای یونیزه‌کردن جریان هوای فشرده‌شده، جت پلاسما تولید کردند.
طرح‌واره‌ی نمونه‌ی اولیه‌ی دستگاه و تصاویر جت پلاسمای روشن در توان‌های مختلف ریزموج
شیوه‌ی استفاده‌شده به‌دست دانشمندان چینی با تلاش‌های پیشین انجام‌شده برای ایجاد موتورهای جت پلاسما تفاوتی مهم دارد. دیگر پیشرانه‌های جت پلاسما نظیر کاوشگر فضایی داون ناسا از پلاسمای زنون استفاده می‌کنند. این نوع پلاسما نمی‌تواند بر اصطکاک جوّ زمین غلبه کند؛ از‌این‌رو، برای به‌کارگیری در حمل‌ونقل هوایی از قدرت کافی برخوردار نیست. درعوض، موتور جت پلاسمای پژوهشگران چینی، تنها با استفاده از هوا و الکتریستیه‌ی تزریقی، پلاسمای داغ و پرفشار تولید می‌کند.
بین ساخت نمونه‌ای آزمایشی به‌عنوان طرح مفهومی تا نصب موتور در هواپیمایی واقعی، فاصله‌ای بسیار طولانی وجود دارد؛ اما به‌نقل از پژوهشگران، نیروی تولیدشده‌ی دستگاه آزمایشی توانست توپ فولادی یک‌کیلوگرمی را برفراز لوله‌ای کوارتز با قطر ۲۴ میلی‌متر جابه‌جا کند. در این لوله، هوای پرفشار ازطریق عبور از محفظه‌ی یونیزه‌ساز ریزموج به جت پلاسما تبدیل می‌شود. به نسبت مقیاس، قدرت دستگاه پژوهشگران چینی را می‌توان با موتور جت هواپیمای تجاری مقایسه کرد.
با ساخت آرایه‌ای بزرگ از پیشرانه‌های پلاسما به‌همراه منابع ریزموج پرقدرت، مقیاس طرح آزمایشی را می‌توان به جت تمام‌اندازه افزایش داد. نویسندگان مقاله برای بهبود کارآمدی دستگاه و دستیابی بدین هدف تلاش می‌کنند. تانگ می‌گوید:
نتایج ما نشان داد چنین موتور جتی برپایه‌ی پلاسمای هوای ریزموج می‌تواند به‌طور بالقوه جایگزینی مطمئن برای موتور جت سوخت فسیلی مرسوم باشد.
نظرات