Для длительной работы в космосе должны des moteurs-fusées électriques fiables avec un débit de plasma de l'ordre de cent cinq mètres par seconde ou plus sont utilisés. Les moteurs à plasma ont commencé à se développer activement au milieu du siècle dernier. Et aujourd'hui, ce travail continue.
Début de la recherche
Nos ancêtres ont longtemps voulu voler dans l'espace.Le gaz est activement étudié depuis longtemps à l'aide d'une décharge électrique. Il a été placé dans un récipient en verre avec des électrodes. Puis, avec une diminution de la pression, des rayons émanant de la cathode sont apparus, qui en fait, comme on l'a découvert plus tard, était un flux d'électrons.
Et en 1886, on a découvert que, faisantdes trous dans la cathode, dans la direction opposée à eux, étiraient d'autres rayons - des atomes de gaz ionisés. Mais alors, bien sûr, ils ne se rendaient pas compte qu'ils seraient utilisés pour obtenir la poussée du jet.
Во времена Советского Союза в лабораториях des moteurs physiques et techniques SOAN, ion et plasma ont été développés afin d'appliquer ces technologies aux engins spatiaux. Les travaux ont commencé dans les années cinquante du XXe siècle. Deux types d'appareils ont été découverts:
- moteur d'érosion (impulsion);
- moteur à plasma stationnaire (sans impulsion).
Ce sont ces deux types qui sont utilisés à ce jour.
Érosion et stationnaire
Le moteur plasma connu aujourd'huifonctions dues à la puissance réactive du jet de plasma de la buse. Le plasma lui-même est produit par décharge électrique. Pour une source d'alimentation de moteur plus simple, un mode d'impulsion (moteur à plasma érosif) est sélectionné. Un condensateur agit comme une source d'énergie, dont la capacité est de 0,5 μF et la tension est de 10 kV. Sa charge provient d'un transformateur à diodes et d'une résistance.
En utilisant de tels appareils, petits etTraction impulsionnelle précise qui ne peut pas être obtenue avec d'autres types de moteurs-fusées. Des essais réussis de moteurs à plasma pulsé ont eu lieu en 1964 à la station spatiale Zond-2.
SPD est une variante d'accélérateur étenduzone et avec une dérive fermée d'électrons. Ces appareils sont capables de fonctionner pendant une longue période de temps. Deux moteurs au xénon ont été lancés pour la première fois en 1972 à bord du Meteor soviétique.
Principe de fonctionnement: prototype
Le fonctionnement de l'installation est le suivant.La tension du condensateur est l'écart entre le courant conducteur du collecteur et les électrodes de la chambre de décharge. Lorsque la tension atteint la valeur de claquage, une décharge électrique apparaît dans la chambre du moteur. L'air y est chauffé à dix mille unités et acquiert un état plasma. La pression augmente fortement et le jet de plasma sort de la buse à grande vitesse.
Une fusée connectée au moteur reçoit la puissance réactive du jet. Pour une rotation douce, la fusée est fixée avec un roulement à billes et, grâce au contrepoids, est équilibrée.
L'assemblage électrique le plus complexe est le collecteur,courant d'alimentation. Les espaces entre les électrodes ne doivent pas dépasser un demi-millimètre. Ensuite, presque aucune puissance n'est perdue lors de la transmission du condensateur, et aucun frottement supplémentaire n'est généré lorsque la fusée commence à tourner.
La fusée elle-même et l'ensemble du moteur de fusée à plasmapeuvent avoir des tailles différentes, cependant, la puissance de la source et la taille du condensateur doivent être cohérentes. Pour calculer les composants de base et la conception de la fusée, il est pratique d'utiliser le schéma après le calcul par des formules spéciales.
Valeurs expérimentales sur un exemple
Par exemple, avec une tension donnée de six milleÀ la suite des calculs, les watts et la capacité du condensateur 0,5 * 10 (-6) f produiront une énergie libérée dans la chambre du moteur égale à 5,4 J.Et si la différence de température est de 10000 K, le volume de la chambre sera égal à un demi-centimètre cube.
Ensuite, les éléments du circuit électrique deviendront:
- transformateur 220 * 5000V, d'une puissance de 200 watts;
- résistance bobinée d'une puissance de 100 watts.
Ce modèle a une tension de fonctionnement de plus de mille volts, et vous devez donc être très prudent lorsque vous travaillez avec et suivre toutes les règles de sécurité nécessaires.
Règles de sécurité pendant l'expérience
- Le lancement est effectué par une seule personne. D'autres peuvent se tenir à une distance allant jusqu'à un mètre de l'instrument.
- Toutes les opérations et le fait de toucher l'appareil avec vos mains ne peuvent être effectués que s'il est débranché de l'alimentation électrique, après avoir attendu au moins une minute après cela. Ensuite, le condensateur aura le temps de se décharger.
- L'alimentation doit être située dans le boîtieren métal, fermé de tous les côtés. En fonctionnement, il est mis à la terre au moyen d'un fil de cuivre dont le diamètre doit être d'au moins un millimètre et demi.
Les moteurs à plasma pour les vraies fusées doiventavoir une capacité plusieurs milliers de fois plus! Peut-être que ceux qui mènent des expériences avec de petits échantillons aujourd'hui devront découvrir de nouvelles possibilités et propriétés du plasma demain.
