ComputersHowto
Korte bytes: Franse natuurkundigen hebben een manier bedacht om de gangstuwraketten te optimaliseren om de reis naar Mars te maken met 100 miljoen keer minder brandstof dan conventioneel vereist. De wetenschappers hebben een muurloos ontwerp van een gangschroef ontwikkeld dat een bemande missie in de diepe ruimte zou kunnen ondersteunen.
De onderzoekers in Frankrijk werken aan de plasmamotor die bekend staat als "hall thruster" die volgens hen mensen naar Mars zou brengen met 100 miljoen keer minder brandstof in vergelijking met de huidige conventionele chemische raketten. Hall Thrusters zijn geavanceerde elektrische raketpropellers die een hoogenergetische plasmastroom (72.420 km / u) gebruiken om het ruimtevaartuig in een baan om de aarde te brengen.
De Hall Thrusters zijn in gebruik sinds 1971 maar zijn nooit meegerekend voor een bemande missie. De reden hiervoor is de levensduur van deze thrusters, dat is slechts ongeveer 10.000 bedrijfsuren. De kortste ruimtemissie vereist meer dan 50.000 bedrijfsuren.
Nu zorgen gangstuwraketten voor zeer efficiënte ruimtevluchten, dus de natuurkundigen van het Franse Nationale Centrum voor Wetenschappelijk Onderzoek hadden zich gericht op het verlengen van de levensduur van deze schroeven en vonden uiteindelijk een manier - muurloze stuwraketten.
Maar laat ons, voordat we in muurloze gangschroeven stappen, de kern weten van hoe gewone gangschroeven werken. De halstuwraketten drijven een raket aan door een afstotend effect te creëren tussen de ionen in het lagedrukplasma in hoogenergetische magnetische en elektrische velden.
De stuwraketten vangen de snelle elektronen (gestraald door de holle kathode) in hun sterke magnetische veld en injecteren vervolgens een kleine hoeveelheid drijfgas, meestal xenongas in het veld. Nu in het magnetische veld wordt xenon geïoniseerd en naar buiten afgestoten door een positieve elektrische kracht te ervaren, waardoor een ionenbundel ontstaat. Terwijl de xenonionen naar buiten komen, geven ze een stuwkracht aan de elektronenwolk die zich nog binnen het magnetische veld bevindt (de derde wet van Newton). Deze kracht door elektronen wordt vervolgens overgebracht naar het magnetische circuit van de boegschroef, die vervolgens het ruimteschip voortstuwt.
De boegschroef werkt prima, maar de reden voor de korte levensduur ligt in de afvoerkanaal wand die continu wordt gebombardeerd met hoogenergetische ionen waardoor de motor sneller dan normaal afneemt.
Het Wall-Less concept van de Franse wetenschappers verwijdert de oorzaak van het probleem, de afvoerkanaalwand. Hoofdonderzoeker Julien Vaudolon zegt: Een effectieve benadering om de interactie tussen het plasma en de wand van het afvoerkanaal te vermijden, is door de ionisatie- en versnellingsgebieden buiten de holte te verplaatsen, wat een onconventioneel ontwerp is dat een Wall-Less Hall Thruster wordt genoemd..
Na het maken van de eerste standaard Wall-Less-boegschroef die een totale mislukking was vanwege zijn ontwerpproblemen, hebben de onderzoekers een nieuwe geoptimaliseerde Wall-less hall thrusters-configuratie bedacht..
De rode anode moet op de muur staan en xenon uitstralen. In plaats daarvan bevindt het zich in het magnetische veld, waardoor elektronen erop kunnen glinsteren, waardoor de prestaties afnemen, zoals uitgelegd op Gizmodo.
Naarmate de nieuwe techniek evolueert, zal de behoefte aan brandstof drastisch verminderen en is er ruimte voor belangrijke vracht of misschien volstaan mensen. De nieuwe Wall-less hall thrusters zouden een revolutie teweeg kunnen brengen in de ruimtemissies en zouden de interplanetaire reizen meer als een metro kunnen maken!!
Bron: Optimalisatie van Wall-Less Hall Thruster
