ComputersHowto
Korta byte: Franska fysiker har funderat på ett sätt att optimera hallpropellerna för att göra resan till Mars med 100 miljoner gånger mindre bränsle än vad som krävs konventionellt. Forskarna har utvecklat en vägglös hallprojektdesign som kan stärka ett rymdbemannat uppdrag.
Forskarna i Frankrike arbetar med en plasmamotor som kallas "hall thruster", som de hävdar skulle ta människor till Mars med 100 miljoner gånger mindre bränsle jämfört med nuvarande konventionella kemiska raketer. Hall Thrusters är avancerade elektriska raketpropellrar som använder en högenergiplasma (72.420 km / h) för att driva rymdfarkosten i omloppsbana.
Hall Thrusters har använts sedan 1971 men har aldrig beaktats för ett bemannat uppdrag. Anledningen är livslängden för dessa thrusters, vilket är ungefär 10 000 driftstimmar. Det kortaste rymduppdraget kräver mer än 50 000 driftstimmar.
Nu ger hallpropeller mycket effektiv rymdflygning, så fysikerna vid French National Center for Scientific Research hade inriktat sig på att öka livslängden för dessa propellrar och äntligen tänkt på ett sätt - vägglösa propeller.
Men innan vi går in i vägglösa hallpropeller, låt oss veta kärnan i hur vanliga hallpropeller fungerar. Hallpropellerna driver en raket genom att skapa en avstötningseffekt mellan jonerna i lågtrycksplasman inuti magnetiska och elektriska fält med hög energi..
Drivenheterna fångar höghastighetselektronerna (sprängda genom den ihåliga katoden) i sitt starka magnetfält och injicerar sedan en liten mängd drivmedel, vanligtvis xenongas in i fältet. Nu i magnetfältet blir xenon joniserat och avvisas utåt genom att uppleva en positiv elektrisk kraft, vilket skapar en jonstråle. När xenonjonerna kommer ut ger de en kraft till elektronmolnet som fortfarande är inne i magnetfältet (Newtons tredje lag). Denna kraft av elektroner överförs sedan till thrusterns magnetiska krets som sedan driver rymdskeppet.
Drivpropellen fungerar bra, men anledningen till dess korta livslängd ligger i utloppskanalvägg som kontinuerligt bombarderas med joner med hög energi vilket får motorn att deprecieras snabbare än normalt.
Wall-Less-konceptet från de franska forskarna tar bort orsaken till problemet, utsläppskanalväggen. Ledande forskare Julien Vaudolon säger, Ett effektivt tillvägagångssätt för att undvika interaktionen mellan plasma och urladdningskanalväggen är att flytta joniserings- och accelerationsregionerna utanför håligheten, vilket är en okonventionell design som heter Wall-Less Hall Thruster.
Efter att ha skapat den första standard Wall-Less-thrusteren som var ett totalt misslyckande på grund av dess designproblem, har forskarna kommit fram till en ny optimerad Wall-less hall thruster-konfiguration.
Den röda anoden ska vara uppradad på väggen som avger xenon. Istället är det i magnetfältet, vilket gör att elektroner kan glora på det, vilket minskar prestanda, vilket förklaras på Gizmodo.
När den nya tekniken utvecklas minskar behovet av bränsle drastiskt och utrymme för viktig last eller kanske människor räcker. De nya väggfria hallpropellerna kunde revolutionera rymduppdragen och skulle göra de interplanetära resorna mer som en tunnelbana!!
Källa: Optimering av Wall-Less Hall Thruster
