Uzay tahriki için elektrotsuz plazma iticilerinin performansının iyileştirilmesi

Bir Tohoku Üniversitesi araştırmacısı, yüksek güçlü elektrotsuz plazma iticisinin performansını artırarak, bizi uzayda daha derin keşiflere bir adım daha yaklaştırdı.

Arabalar, trenler ve uçaklar gibi karasal ulaşım teknolojilerindeki yenilikler, şimdiye kadar tarihi teknolojileri ve endüstrileri yönlendirdi; şimdi, elektrikli tahrik teknolojisi sayesinde uzayda benzer bir atılım gerçekleşiyor.

Elektrikli tahrik, bir iticiyi hızlandırmak ve bir uzay aracını iten itme kuvveti oluşturmak için elektromanyetik alanları kullanan bir tekniktir. Uzay ajansları, uzay araştırmalarının geleceği olarak elektrikli tahrik teknolojisine öncülük etti.

Halihazırda, ızgaralı iyon iticileri ve Hall iticileri gibi elektrikli tahrik cihazları kullanılarak birkaç uzay görevi başarıyla tamamlandı. İtici gaz iyonlaştığında, yani bir plazma olduğunda ve elektromanyetik alanlar tarafından hızlandırıldığında, güneş enerjisi itme enerjisine dönüştürülür. Ancak bu cihazlar için gerekli olan elektrotlar, özellikle yüksek güç seviyesinde plazmaya maruz kaldıkları ve plazmadan zarar gördükleri için kullanım ömürlerini sınırlandırmaktadır.

Bunu önlemek için bilim adamları elektrotsuz plazma iticilerine yöneldiler. Böyle bir teknoloji, plazma üretmek için radyo frekansını (rf) kullanır. Bir anten, manyetik bir memenin kanal oluşturduğu ve plazmayı itme oluşturmak için hızlandırdığı plazma oluşturmak için silindirik bir odaya radyo dalgaları yayar. MN rf plazma iticiler veya bazen bilindiği gibi helikon iticiler, basitlik, operasyonel esneklik ve potansiyel olarak yüksek bir itme-güç oranı sunar.

Ancak MN rf plazma iticilerinin gelişimi, rf gücünün itme enerjisine dönüşüm verimliliği ile engellenmiştir. İlk deneyler tek haneli dönüşüm oranları sağladı, ancak daha yeni çalışmalar %20 gibi mütevazı bir sonuca ulaştı.

Yakın zamanda yayınlanan bir çalışmada Bilimsel RaporlarTohoku Üniversitesi Elektrik Mühendisliği Bölümü’nden Profesör Kazunori Takahashi %30 dönüşüm verimliliği elde etti.

Olgun elektrikli sevk cihazları genellikle pahalı ve yeterli miktarlarda tedarik edilmesi zor olan ksenon gazı kullanırken, argon itici ile mevcut %30 verimlilik elde edilmiştir. Bu, bir MN rf plazma iticisinin, maliyeti ve Dünya’dan gelen kaynak yükünü azaltacağını gösterir.

Takahashi, “Doruk tipi bir manyetik alan uygulamak, genellikle plazma kaynak duvarında meydana gelen enerji kaybını engelledi.” Dedi. “Bu buluş, yüksek güçlü uzay taşımacılığı teknolojisindeki ilerlemelerin kapısını açıyor.”