ComputersHowto
Korte byte: Franske fysikere har fundet ud af en måde at optimere hallpropellerne for at gøre rejsen til Mars med 100 millioner gange mindre brændstof end konventionelt krævet. Forskerne har udviklet et vægfrit hallthrusterdesign, der kan styrke en dybt rumbemandet mission.
Forskerne i Frankrig arbejder på plasmamotoren kendt som "hall thruster", som de hævder ville føre mennesker til Mars med 100 millioner gange mindre brændstof sammenlignet med de nuværende konventionelle kemiske raketter. Hall Thrusters er avancerede elektriske raketpropeller, der bruger en plasmastrøm med høj energi (72.420 km / t) til at køre rumfartøjet i kredsløb.
Hall Thrusters har været i brug siden 1971, men aldrig blevet taget i betragtning for en bemandet mission. Årsagen er levetiden for disse thrustere, hvilket er næsten 10.000 driftstimer. Den korteste rummission kræver mere end 50.000 driftstimer.
Nu giver hallthrustere meget effektiv rumflyvning, så fysikerne ved det franske nationale center for videnskabelig forskning havde fokuseret på at øge levetiden for disse propeller og endelig fundet ud af en måde - vægløse thrustere.
Men inden vi går ind i vægløse hallpropeller, så lad os vide kernen i, hvordan almindelige hallpropeller fungerer. Hallpropellerne driver en raket ved at skabe en frastødningseffekt mellem ionerne i lavtryksplasmaet inden for magnetiske og elektriske felter med høj energi.
Thrusterne fælder højhastighedselektronerne (sprængt gennem den hule katode) i deres stærke magnetfelt og injicerer derefter en lille mængde drivmiddel, normalt xenongas ind i marken. Nu i magnetfeltet bliver xenon ioniseret og afstødes udad ved at opleve en positiv elektrisk kraft og derved skabe en ionstråle. Efterhånden som xenonionerne kommer ud, giver de et skyv til elektronskyen, som stadig er inde i magnetfeltet (Newtons tredje lov). Denne kraft fra elektroner overføres derefter til thrusterens magnetiske kredsløb, som derefter fremdriver rumskibet.
Thrusteren fungerer godt, men årsagen til dens korte levetid ligger i afgangskanalvæg som konstant bliver bombarderet med ioner med høj energi, hvilket får motoren til at svækkes hurtigere end normalt.
De franske forskeres Wall-Less-koncept fjerner årsagen til problemet, udledningskanalvæggen. Lederforsker Julien Vaudolon siger, En effektiv tilgang til at undgå interaktionen mellem plasma og udledningskanalvæggen er at flytte ioniserings- og accelerationsregionerne uden for hulrummet, hvilket er et ukonventionelt design med navnet Wall-Less Hall Thruster.
Efter at have oprettet den første standard Wall-Less-thruster, der var en total fiasko på grund af dens designproblemer, har forskerne fundet ud af en ny optimeret Wall-less hall thruster-konfiguration.
Den røde anode skal være opstillet på væggen, der udsender xenon. I stedet er det i magnetfeltet, så elektroner glomer på det og reducerer ydeevnen, som forklaret på Gizmodo.
Efterhånden som den nye teknik udvikler sig, reduceres behovet for brændstof drastisk, og plads til vigtig last eller måske mennesker ville være tilstrækkelig. De nye vægløse hallpropeller kunne revolutionere rumopgaverne og ville gøre de interplanetariske ture mere som en metro!!
Kilde: Optimering af Wall-Less Hall Thruster
