science >> Wetenschap >  >> Astronomie

Langere ruimtemissies mogelijk maken

Krediet:CC0 Publiek Domein

De 50e verjaardag van de maanlanding van Apollo 11 heeft de belangstelling voor ruimtevaart weer aangewakkerd. Echter, bijna elke missie voorbij de maan, bemand of onbemand, zal vereisen dat het ruimtevaartuig ten minste enkele jaren volledig operationeel blijft. De Hall-thruster is een voortstuwingssysteem dat vaak wordt gebruikt door vaartuigen die betrokken zijn bij lange missies. Een recente studie door Andrey Shashkov en medewerkers van het Moskouse Instituut voor Natuurkunde en Technologie, Rusland heeft laten zien hoe de levensduur van deze systemen verder kan worden verlengd; hun werk is onlangs gepubliceerd in Het European Physical Journal D .

De snelheid of richting van een ruimtevaartuig dat in vacuüm werkt, kan worden gewijzigd met behulp van een ionenaandrijving, die stuwkracht creëert door het versnellen van kationen. De Hall-thruster is een type ionenaandrijving waarbij de versnelling wordt geleverd door een elektrisch veld in plaats van door chemische brandstof. Het wordt alleen aanbevolen voor gebruik in ruimtemissies langer dan 3-5 jaar; momenteel, deze omvatten meestal satellieten. Als deze stuwraketten stoppen met werken, het is over het algemeen vanwege oppervlakte-erosie veroorzaakt door het drijfgas; het patroon van oppervlakte-erosie hangt af van waar, in het Hall boegschroefkanaal, ionen worden gevormd en vervolgens versneld:de ionisatie- en versnellingsgebieden (IAR's).

Shashkov en zijn collega's gebruikten computermodellering om te onderzoeken hoe het veranderen van de snelheid van de gasstroom en de grootte van het magnetische veld de locatie van deze regio's beïnvloedt. Vervolgens testten ze hun bevindingen door de parameters te meten op een Hall-schroefeenheid op laboratoriumschaal in een vacuüm. belangrijk, ze ontdekten dat het mogelijk was om de IAR's gelijk te houden, optimale locaties. Van stationaire IAR's is bekend dat ze de levensduur van Hall-stuwraketten verlengen, wat suggereert dat deze schijven kunnen worden gebruikt in ruimtevaartuigen op nog langere missies:vele malen verder dan de maan.