ComputersHowto
Korte byte: Franske fysikere har funnet ut en måte å optimalisere hallpropellene på for å gjøre reisen til Mars med 100 millioner ganger mindre drivstoff enn det som kreves konvensjonelt. Forskerne har utviklet en veggfri hallthrusterdesign som kan styrke et bemannet romfartsoppdrag.
Forskerne i Frankrike jobber med plasmamotoren kjent som "hall thruster", som de hevder ville føre mennesker til Mars med 100 millioner ganger mindre drivstoff sammenlignet med dagens konvensjonelle kjemiske raketter. Hall Thrusters er avanserte elektriske rakettpropellere som bruker en plasmastrøm med høy energi (72.420 km / t) for å kjøre romfartøyet i bane.
Hall Thrusters har vært i bruk siden 1971, men aldri blitt tatt i betraktning for et bemannet oppdrag. Årsaken er levetiden til disse thrusterne, som er omtrent 10 000 driftstimer. Det korteste romoppdraget krever mer enn 50000 driftstimer.
Nå gir hallpropellere veldig effektiv romfart, så fysikerne ved det franske nasjonale senteret for vitenskapelig forskning hadde fokusert på å øke levetiden til disse propellene og til slutt funnet ut en måte - veggløse thruster.
Men før du går inn i veggløse hallpropellere, fortell oss kjernen i hvordan vanlige hallpropellere fungerer. Hallthrusterne driver en rakett ved å skape en frastøtende effekt mellom ionene i lavtrykksplasmaet innenfor magnetiske og elektriske felt med høy energi..
Thrusterne fanger høyhastighetselektronene (sprengt gjennom den hule katoden) i sitt sterke magnetfelt og injiserer deretter en liten mengde drivmiddel, vanligvis xenongass i feltet. Nå i magnetfeltet blir xenon ionisert og avstøtes utover ved å oppleve en positiv elektrisk kraft, og dermed skape en ionestråle. Når xenonionene kommer ut, gir de et skyv til elektronskyen som fortsatt er inne i magnetfeltet (Newtons tredje lov). Denne kraften av elektroner overføres deretter til den magnetiske kretsen til thrusteren som deretter driver romskipet.
Thrusteren fungerer bra, men årsaken til den korte levetiden ligger i utløpskanalvegg som kontinuerlig blir bombardert med ioner med høy energi som får motoren til å svekkes raskere enn normalt.
Wall-Less-konseptet til de franske forskerne fjerner årsaken til problemet, utløpskanalveggen. Lederforsker Julien Vaudolon sier: En effektiv tilnærming for å unngå samspillet mellom plasma og utløpskanalveggen er å flytte ioniserings- og akselerasjonsregionene utenfor hulrommet, som er en ukonvensjonell design kalt Wall-Less Hall Thruster.
Etter å ha laget den første standard Wall-Less-thrusteren som var en total feil på grunn av dens designproblemer, har forskerne funnet ut en ny optimalisert Wall-less hall thruster-konfigurasjon.
Den røde anoden skal stilles opp på veggen som avgir xenon. I stedet er det i magnetfeltet, slik at elektroner kan glome på det, og reduserer ytelsen, som forklart på Gizmodo.
Etter hvert som den nye teknikken utvikler seg, vil behovet for drivstoff reduseres drastisk, og plass til viktig last eller kanskje mennesker vil være tilstrekkelig. De nye veggløse hallpropellene kunne revolusjonere romoppdragene og ville gjøre de interplanetære turene mer som en undergrunnsbane!!
Kilde: Optimalisering av Wall-Less Hall Thruster
