kamval | Ученые предлагают конструкцию плазменного ракетного двигателя без нейтрализатора

Плазменные двигательные системы являются важной и эффективной технологией, используемой для управления космическими аппаратами, предназначенными для слежения за Землей с орбиты, спутниками связи и аппаратов для фундаментальных исследований космического пространства.

В плазменных двигательных системах используется электричество для ионизации рабочего тела и перехода его в четвертое состояние вещества – состояние плазмы. Электрически заряженные ионы и электроны ускоряются в исходящей газовой струе, давая тягу и импульс, необходимые для движения космического аппарата.

В наиболее распространенных концепциях плазменных двигательных систем, например в двигателях малой тяги с ионными сетками, происходит истечение большего числа положительно заряженных частиц, по сравнению с отрицательно заряженными частицами. Чтобы в целом космический аппарат оставался электрически нейтральным, в его конструкции используется так называемый «нейтрализатор», инжектирующий электроны в исходящую газовую струю, чтобы точно скомпенсировать избыточный положительный заряд. Однако нейтрализатор потребляет значительную мощность, а кроме того, приводит к увеличению размера и массы двигательной системы.

В новом исследовании Дмитро Рафальский (Dmytro Rafalskyi) из Лаборатории физики плазмы Политехнической школы, Франция, и его коллеги совершенствуют конструкцию предложенной ими в 2014 г. конструкции плазменного ракетного двигателя, в которой отсутствует нейтрализатор. В этом исследовании авторы изучают изменение поведения плазмы в зависимости от расположения частиц плазмы в той или иной зоне двигательной системы, времени и энергии частиц.

В рамках этого исследования также изучена динамика отрицательно заряженных электронов в исходящей газовой струе двигателя и установлено, что их поведение играет ключевую роль в процессе нейтрализации исходящей реактивной струи.

Исследование опубликовано в журнале Physics of Plasmas.

http://www.astronews.ru/cgi-bin/mng.cgi?page=news&news=9815