Электродсыз плазмалық қозғалтқыш: Ғарыш аппаратын жылдамдатудың жаңа технологиясы
Electrodeless plasma thruster
Жаңа буын ғарыш қозғалтқышы: E IMPAcT – электрсіз плазма жылдамдағышы. Төмен шығынды, жоғары жылдамдық, қуатты импульс береді. Elwing Company әзірлеушісі.
Ағылшыншамен салыстырыңыз: абзацты басыңыз — түпнұсқа терезеде ашылады. Абзац астындағы EN түймесі оны мәтін ішінде көрсетеді.
Мазмұны
Кіріспе
Электродысыз плазмалық қозғалтқыш – "Электродысыз иондау магниттелген пондеромотивтік үдеу қозғалтқышы" деген аббревиатурасымен белгіленген "E IMPAcT" таңбасымен коммерцияланған ғарыш кемесінің қозғалтқышы. Ол Грегори Эмселлем жасаған, ал доктор Ричард Геллер мен доктор Теренцио Консоли француз атом энергиясы комиссиясының ғалымдары жоғары жылдамдықты плазма сәулесін жасау үшін әзірлеген технология негізінде құрылған. Электродысыз плазмалық қозғалтқыштың әртүрлі ғарыш кемелерінің қозғалтқыштарына қажеттіліктерін қанағаттандыру үшін Elwing компаниясы қазіргі уақытта дамытып, бейімдеп жатыр. Elwing компаниясы 2002 жылы Грегори Эмселлем құрған.
The electrodeless plasma thruster is a spacecraft propulsion engine commercialized under the acronym "E IMPAcT" for "Electrodeless Ionization Magnetized Ponderomotive Acceleration Thruster". It was created by Gregory Emsellem, based on technology developed by French Atomic Energy Commission scientist Dr Richard Geller and Dr. Terenzio Consoli, for high speed plasma beam production. The electrodeless plasma thruster is currently being developed and adapted to various spacecraft propulsion needs by The Elwing Company. The Elwing Company was founded in 2002 by Gregory Emsellem.
Артықшылықтар
Бұл қозғалтқыш технологиясы үлкен итермелі тығыздыққа қол жеткізе алады, себебі үдеу процесі Холл параметрі немесе торлық электрлік қорғаныс арқылы плазма тығыздығымен шектелмейді. Бұдан әрі, ponderomotive күші плазманың барлық түрлерін бірдей бағытта үдеткендіктен, бұл қозғалтқыш технологиясына ешқандай бейтараптандырғыш қажет емес. Электродсыз плазмалық қозғалтқыштың бастапқыда көп сатылы болуы екі сатыны да жеке-жеке оңтайландыруға немесе жоғары нақты импульс пен жоғары итерме арасында тұрақты қуатпен қозғалтқышты реттеуге мүмкіндік береді. Ponderomotive күш өрісі біртекті емес жоғары жиілікті өріс және статикалық магнит өрісі арқылы жасалады, сондықтан ол плазма мен кез келген электродтар арасында торларды немесе тікелей жанасуды қажет етпейді, демек, қозғалтқыштың тозуы мен ғарыш аппаратын ластануының көп бөлігін болдырмайды.
This thruster technology can deliver large thrust density as the acceleration process is not limited by plasma density through Hall Parameter or grid electrical screening. Further, as the ponderomotive force accelerates all plasma species in the same direction, this thruster technology does not need any neutralizer. The fact that electrodeless plasma thruster is inherently multi staged allows it to optimize both stages independently, or to throttle the thruster at constant power between higher specific impulse and higher thrust. The field of ponderomotive force is created by a non uniform high frequency field and static magnetic field, thus it implies no grids nor contact between the plasma and any electrodes, hence it avoids most thruster erosion and spacecraft contamination issues.
Қолданбалар
Электродсыз плазмалық қозғалтқыштарға негізделген қозғалтқыш жүйелері ірі геостационарлық спутниктердің орбитасын көтеруге ең қолайлы болып көрінеді, сонымен қатар орбиталық тұрақтандыруды жүзеге асыруға мүмкіндік береді, осылайша қозғалтқыш майының маңызды үлесін үнемдеуге болады. Бұл технологияның жоғары итермелі тығыздық беру қабілеті сыртқы планеталарға тез миссияларды ұйымдастыруға да мүмкіндік береді.
Propulsion systems based on electrodeless plasma thrusters seem ideally suited for orbit raising for large geostationary satellites, and would also be able to perform orbital stationkeeping, hence enabling important propellant mass savings. The ability of this technology to provide large thrust density also allows faster missions to the outer planets.
Осы құбылысқа қатысты басқа зерттеулер
Плазманы жылдамдату үшін ponderomotive күшін пайдалану Принстон Плазма Физикасы Зертханасының ғалымдары И. Я. Додин, Я. Райтс және Н. Я. Фиш тарапынан жақында теориялық тұрғыдан зерттелді. Мұндай қозғалтқыштағы қос қабаттың болуына қатысты пікірталас тудырған мәселе бойынша да кейбір теориялық зерттеулер жарияланды, тіпті мұндай қос қабаттық құрылым токсыз болған жағдайда да, себебі иондар мен электрондар бірдей орташа соңғы жылдамдықпен бір бағытта қозғалады. Токсыз қос қабаттың болуы плазма физиктері арасында әлі де талқыланып жүр.
The use of ponderomotive force to accelerate a plasma has recently been investigated from a theoretical point of view by Princeton Plasma Physics Laboratory scientists I. Y. Dodin, Y. Raitses and N. J. Fisch. Some theoretical research has also been reported around the debated issue of the existence of a double layer in such a thruster, even if such a double layer structure would be current free, as both ions and electrons travel in the same direction at the same average terminal speed. The existence of current free double layer is still debated among plasma physicists.