En elektrostatisk ion-motor er et design af ion-motorer og er en højeffektiv rumfartsfremdrift som er drevet af elektricitet. Elektrostatiske ion-motorer design anvender højspændingselektroder til at accelerere ioner med elektrostatiske kræfter.
Historie
Ion-motoren blev første gang demonstreret af den tyskfødte NASA videnskabsmand , og udviklet til en praktisk anvendelig form af ved (nu Glenn) Research Center fra 1957 til de tidlige 1960'ere.
Anvendelsen af ion-fremdriftssystemer blev første gang demonstreret i rummet af NASA Lewis " I og II. Disse motorer anvendte kviksølv som reaktionsmasse. Det første forsøg var , opsendt 20. juli 1964, som med succes viste, at teknologien virkede i rummet som forudsagt. Det andet forsøg, SERT-II, opsendt d. 3. februar 1970, verificerede driften af to kviksølv ion-motorer i tusinder af kørselstimer. På trods af demonstrationerne i 1960'erne og 1970'erne, blev ion-motorer sjældent benyttede før de sene 1990'ere.
NASA Glenn fortsatte med at udvikle elektrostatiske ion-motorer op gennem 1980'erne og udviklede NSTAR-motoren, som med succes blev anvendt i rumsonden, den første mission med at flyve i interplanetarisk bane ved at anvende elektricitet til primær fremdrift. Hughes Aircraft Company (nu L-3 ETI) har udviklet XIPS (Xenon Ion Propulsion System) til at sørge for at holde deres satellitter i en geosynkron bane (mere en 100 motorer har været i drift). NASA er i gang med at lave en 20-50 kW elektrostatisk ion-motor kaldet , som vil have højere effektivitet, - og længere driftstid end NSTAR. er for nylig blevet færdig med at teste en prototype af . Ved Giessen University og EADS er der blevet udviklet en radiofrekvens ion-motor RIT i starten af 1970'erne. RIT-10 motorer er i drift på . Qinetiq (UK) har udviklet T5 og T6 motorer (Kaufman type), som flyver GOCE missionen (T5) og forventes at blive anvendt til missionen (T6). I Japan har mikrobølge ion-motoren µ10 fløjet på mission.
Ion-motor virkemåde
- Fremdriftsatomer bliver injiceret i udladningskammeret og bliver ioniseret via elektronbombardement - og danner herved plasma. Der er flere måder at producere de energirige elektroner til udladningen: (1) Elektroner bliver udsendt fra en og bliver accelereret på deres vej til anoden (Kaufman ion-motor type). (2) Elektroner kan blive accelereret af et oscillerende elektrisk felt induceret af et vekslende magnetfelt fra en elektrisk spole, som resulterer i en selvvedligeholdende udladning og overflødiggør en katode (radiofrekvens ion-motor). (3) Mikrobølge opvarmning.
- De positivt ladede ioner bevæger sig mod kammerets ekstraktionssystemet (2 eller 3 mangeåbningsgitre) via diffusion. Så snart ioner er i plasmalaget ved et gitterhul, vil de blive accelereret via potentialeforskellen mellem det første gitter og det andet (accelerator) gitter ved ekstraktionssystem. Ionerne bliver ion-optisk fokuseret grundet det ret store elektriske felt som ionerne passerer.
- acceleratorgitterets negative spænding forhindrer elektroner fra plasmastrålen udenfor ion-motoren i at strømme tilbage til udladningsplasmaet. Tilbagestrømmende elektroner sker hvis potentialet indenfor gitteret ikke er tilstrækkeligt negativt. Ved at øge den negative spænding kan tilbagestrømende elektroner undgås.
- De udsendte ioner driver rumfartøjet frem i den modsatte retning ifølge Newtons tredje lov.
- Elektroner bliver udsendt fra en separat katode placeret nær ionstrålen, kaldet neutralisatoren, mod ionstrålen for at sikre at lige dele positiv og negativ ladning bliver udsendt. neutralisatoren skal forhindrer rumfartøjet i at blive negativt ladet.
Kilder/referencer
- Ernst Stuhlinger, Ion Propulsion for Space Flight (McGraw-Hill, New York, 1964).
- J. S. Sovey, V. K. Rawlin, and M. J. Patterson, "Ion Propulsion Development Projects in U. S.: Space Electric Rocket Test 1 to Deep Space 1", Journal of Propulsion and Power, Vol. 17, No. 3, May–June 2001, pp. 517-526.
- NASA Glenn, "SPACE ELECTRIC ROCKET TEST II (SERT II) 27. september 2011 hos Wayback Machine (Accessed July 1, 2010)
- SERT 25. oktober 2010 hos Wayback Machine page at Astronautix (Accessed July 1, 2010)
- . Arkiveret fra originalen 27. september 2011. Hentet 1. februar 2015.
- "Aerojet Successfully Completes Manufacturing and System Integration Milestones for NASA's NEXT Ion Engine Development Program". fra originalen 30. maj 2006. Hentet 1. februar 2015.
Eksterne henvisninger
- Aerojet (Redmond, Washington USA) - Gridded Ion Thruster Vendor 28. september 2009 hos Wayback Machine
- NSTAR ion engine 7. marts 2005 hos Wayback Machine
- Technologies to Improve Ion Propulsion System (PDF) 29. maj 2010 hos Wayback Machine
- HiPEP 28. februar 2015 hos Wayback Machine
- ESA And ANU Make Space Propulsion Breakthrough 5. september 2015 hos Wayback Machine
wikipedia, dansk, wiki, bog, bøger, bibliotek, artikel, læs, download, gratis, gratis download, mp3, video, mp4, 3gp, jpg, jpeg, gif, png, billede, musik, sang, film, bog, spil, spil, mobile, Phone, Android, iOS, Apple, mobiltelefon, Samsung, iPhone, Xiomi, Xiaomi, Redmi, Honor, Oppo, Nokia, sonya, mi, PC, web, computer