Uzayda uçacaksanız, bir tür itiş sistemine ihtiyacınız var. Helicon Çift Katmanlı İtici adı verilen yeni bir itme teknolojisi yakıtı ile daha da verimli olabilir. Canberra'daki Avustralya Ulusal Üniversitesi'nden Dr. Christine Charles mucittir.
Röportajı dinle: Plazma İtici Prototipi (5.5 MB)
Veya Podcast'e abone olun: universetoday.com/audio.xml
Fraser: Bana icat ettiğin itme teknolojisi hakkında biraz bilgi verebilir misin?
Christine Charles: Tamam, bu itici, Helicon Çift Katmanlı İtici anlamına gelen HDLT olarak adlandırılıyor ve derin uzay yolculuğuna yeni bir tür plazma itici uygulaması. Ve arka plan, plazma teknolojileri, uzay plazması, yüzeylerin işlenmesi için plazma işleme ve diğer çeşitli uygulamalardaki uzmanlığımızdır.
Fraser: Yani, bu günlerde uzay araştırmalarının en sevdiği motor, yakıt tasarruflu bir motor olarak oldukça iyi bir performans gösteren iyon motoru. Üzerinde çalıştığınız motorun bir iyon motoruyla ilişkisi nedir? İnsanlara bir bağlam verebilir misiniz?
Charles: Evet, bazı ortak yönleri ve çok farklı yönleri var. Yani, önce iyon motoru 50 yıl kadar başarılı bir şekilde geliştirildi - bilmiyorum -. Şimdi oldukça iyi gelişti. Ancak HD pervanenin bazı ilginç avantajları var. İlk olarak, herhangi bir elektrot kullanmaz. İyon motorunda, iyonu hızlandırmak için bir dizi ızgara var. Pervanemizin elektrotları yok, Çift Katman dediğimiz yeni bir hızlanma mekanizması var. Bu yüzden HDLT: Helicon Çift Katmanlı İtici diyoruz. Elektrotları yoktur, yani elektrot erozyonunuz olmadığı için uzun bir ömrü vardır. İkincisi, gerçekten önemli bir nokta da iyon motorları gibi cihazlara bakarsanız iyon yayar. Bu nedenle, bu iyonları nötralize etmek için harici bir elektron kaynağına ihtiyacınız vardır ve bu genellikle iticinin yanında içi boş bir katot cihazı olarak adlandırılan ikinci bir cihaza sahip olarak yapılır. Aslında bir iyon motorunda iki cihazınız var. Ve genellikle bu içi boş katot cihazlarının arızalanmasından korktuklarından, ömrünü uzatmak için ikisini takarlar. Ancak HDLT'de aslında kendi içinde süpersonik bir iyon demeti içeren bir plazma yayarız. Böylece, iticiden çıkarken ana itme kaynağı olan süpersonik iyon ışını var, ancak ışını nötralize etmek için yeterli elektron yayan plazmaya da sahibiz. Yani nötrleştirici olan bu harici cihaza ihtiyacımız yok. Bu çok iyi çünkü güvenlik ve basitlik sağlayabilir - hareketli parça yoktur - bu nedenle HDLT'yi çok derin uzay yolculuğu için oldukça çekici hale getirir; uzun ömür. Bir başka avantajı da, helicon plazma adı verilen ikinci bir konsept kullandığımız için, plazmanın yüklü parçacıklarına elektriği aktarmanın çok verimli bir yoludur. Bu, çok iyonlu gerçekten yoğun plazmalar alabileceğimiz ve güçte büyüyebileceğimiz anlamına gelir. Yani, muhtemelen 100 kilowatt'a kadar gidebiliriz. Bu henüz bir prototipte yapılmadı, çünkü ilk prototipimiz sadece 1 kilovat idi. Ancak diğer deneyler, plazma tipimizle, gerçekten güçte büyüyebileceğimizi ve bunu bir iyon motoruyla yapmak için temel olarak asıl önemli olan, birkaç kilowattın üzerine çıktığınızda, iticiler.
Bu yüzden HDLT için gerçekten erken günler olduğunu söyleyebilirim, ancak ana avantajlar daha uzun ömür, basitlik, ölçeklenebilirlik ve güvenlik. Ayrıca yakıt açısından da oldukça verimlidir, ki bu çok iyidir.
Fraser: Performans açısından, iyon motorları bir kağıt parçasının ağırlığını itebilir, ancak yıllarca ve yıllarca yapabilir ve itme oluşturabilirler. Daha fazla itme yapabileceğinizi mi söylüyorsunuz?
Charles: Şu anda, iyon motorları şu anda kilowatt için itme açısından kesinlikle en iyisidir. Ve sadece bir kavram olan ve 1 kilowatt'ın altındaki HDLT prototipi, itme ile eşleşmiyor. Bir iyon motoru örneğini alırsanız, tipik olarak bir kilovat için 100 militona sahiptir. Şu anda muhtemelen 3-5 kat daha az konuşuyoruz, ancak 20 yıllık bir gelişme kaydetmediğimizi görmelisiniz. İlk günler ve teknolojiyi kesinlikle geliştirebiliriz.
Fraser: Ve şimdi anladığım kadarıyla, Avrupa Uzay Ajansı teknolojiyi aldı ve bazı şirket içi testler yapıyor. Ve bu onlar için nasıl geçti?
Dr. Charles: Tamam, birkaç projesi vardı. İlk şey, Avustralya'da bir fon ajansından hibe verdiğimiz ve bu 2004-2005 yıllarıydı. Geçen Nisan ayında ESA'ya getirdiğimiz ve bir ay boyunca test ettiğimiz ilk HDLT prototipini tasarladık ve ürettik. Bir aydan fazla bir süre boyunca test edemediğimiz için sınırlı finansmanımız vardı. Ve bu, iticinin tüm yönlerinin mükemmel çalıştığını gösterdi. Ancak yapabileceğimiz tüm güçleri test ettik ve farklı gaz basınçları vb. Yaşadık. İtme kuvvetini ölçmek için ihtiyacımız olan teşhislerimiz yoktu, bu yüzden gerçek itmenin ne olduğunu bilmiyorduk. Sahip olduğumuz itme gücü, Avustralya'daki iyon demetinden ölçebileceğimiz şeydir - hala yapılması gerekiyor. Ve insanları ikna etmemiz gereken bu çok yeni çift katman kavramına dayanıyor. ESA bunun gerçekten ilginç olduğunu düşündü, bu yüzden çift katmanlı etkiyi doğrulamak için bağımsız bir çalışma yapmaya karar verdiler. İticinin arkasındaki temel kavram bu; ivme mekanizması. Şimdi bunun ne hakkında olduğunu gerçekten görmeliyiz.
Çift katman nedir? Sadece hayal edebilirsiniz, bir nehir gibi ve aniden nehrin yatağı düşüyor, böylece bir şelale yaratılıyor. Sonra bu şelaleye düşen ve hızlanan ve daha sonra büyük bir egzoz hızıyla rokete bağlanan bu iyonlara sahipsiniz. Böylece çift tabaka plazmada potansiyel bir düşüştür. Çok ilginç olan, HDLT'de elektrotumuzun olmaması; Plazma bunu, manyetik bir şişe veya meme olan belirli bir manyetik alan kullanarak yapmaya karar verir. Ve hepsi bu. Yani, suyu pompalamadan şelaleye sahip olmak gibi. Yani bu temel kavram.
Bu nedenle ESA, çift katman kavramını doğrulamak için bu bağımsız çalışmaya sahipti. En son basın bültenini gördünüz mü?
Fraser: Evet, gördüm.
Dr. Charles: Yani Avustralya tarafından yapılan bu son çalışma vardı. İlk prototipimiz var ve bazı yönleri gösterdik; ancak, itme henüz bir uzay simülasyon odasında ölçülmemiştir. Ayrıca ESA, iticinin arkasındaki konsepti, bu çift katmanlı konsept olduğunu doğruladı. İşte şu anda buradayız.
Fraser: Peki, HDLT pervanesinin ne tür görevler için daha iyi olacağını düşünüyorsunuz?
Dr. Charles: Yavaş yavaş gitmek zorunda kaldığınız gerçekten uzun vadeli görevler için olmalı, ancak uzun bir süre. Ayrıca bu hoş güvenlik yönü de var. İnsanlı uzay uçuşu için kullanılabilme potansiyeline sahiptir. Yani bu gerçekten derin uzay görevleri için, ya da Mars'a gitmek… bunun gibi şeyler.
Fraser: Anlıyorum. Sanırım burada en büyük avantajlarından biri, daha az hareketli parçalara sahip olması - parçalanabilecek parçalar.
Charles: Ve aynı zamanda önemli olan iktidarda da büyütülebilir. NASA, insanları Mars'a göndermek için ne tür bir güce ihtiyaç duyacağınıza dair bir simülasyon yaptı ve megawatt aralığında. Yani güce sahip olmanız gerekecek. İticilerinizi de ölçeklendirebilmeniz gerekir. İşi yapmak için büyük güç altında çalışabilmeleri gerekir. NASA'nın yaptığı şey, uygun bir plazma iticisine veya plazma roketine sahip olmanız durumunda, Mars'a gitme zamanını azaltabileceğinizi gösterir, çünkü plazma teknolojisini kullanırsanız, jeodezik yörüngeleri kullanabilirsiniz. Kimyasal itici güç kullanırsanız, daha çok balistik bir yörüngeye sahip olursunuz. Böylece Mars'a yolculuk zamanınızı kısaltabilirsiniz.
Fraser: Peki araştırmanız için sonraki adımlar neler?
Dr. Charles: Paralel olarak çeşitli şeyler yapıyoruz. Çift katmanın kendisi üzerinde hala çok çalışıyoruz, çünkü bu, aurora veya güneş rüzgarı hızlandırması, vb. İçin her türlü uygulamaya sahip çok güzel bir fiziktir. Ayrıca burada yeni bir uzay simülasyon odası var. Avustralya Ulusal Üniversitesi. Ve ESA'dan geri dönen prototipi uzay simülasyon odasına yerleştirdik. Ve muhtemelen Ocak 2006'dan itibaren itme dengesini ve diğer yolları ölçmeye başlayacağız. Ve başka haberler de olabilir, bilmiyorum. Nasıl gittiğini göreceğiz. Bu konuya kesinlikle çok çaba göstereceğiz. Çok etkileyici çünkü birçok insan sonuçla ilgileniyor.
ANU'dan HDLT İtici Bilgileri
