Hög effekt elektrisk framdrivning

HiPEP-test

High Power Electric Propulsion ( HiPEP ) är en variant av jonpropeller för användning i kärnkraftstillämpningar. Den testades på marken 2003 av NASA och var avsedd att användas på Jupiter Icy Moons Orbiter, som avbröts 2005.

Teori

HiPEP-propellern skiljer sig från tidigare jonpropeller eftersom xenonjonerna produceras med en kombination av mikrovågs- och magnetfält . Joniseringen uppnås genom en process som kallas Electron Cyclotron Resonance (ECR). I ECR gyrar det lilla antalet fria elektroner som finns i den neutrala gasen runt de statiska magnetfältslinjerna. De injicerade mikrovågornas frekvens är inställd för att matcha denna gyrofrekvens och en resonans etableras. Energi överförs från den högra polariserade delen av mikrovågen till elektronerna. Denna energi överförs sedan till bulkgasen/ plasman via de sällsynta – men ändå viktiga – kollisioner mellan elektroner och neutrala. Under dessa kollisioner kan elektroner slås loss från de neutrala och bilda jon-elektronpar. Processen är ett mycket effektivt sätt att skapa ett plasma i gaser med låg densitet. Tidigare tillhandahölls elektronerna som krävdes av en ihålig katod .

Specifikationer

Själva propellern är i klassen 20-50 kW, med en specifik impuls på 6 000-9 000 sekunder och en genomströmningskapacitet för drivmedel som överstiger 100 kg/kW. Målet med projektet, från och med juni 2003, var att uppnå en teknisk beredskapsnivå på 4-5 inom 2 år.

Förprototypen av HiPEP producerade 670 mN dragkraft vid en effektnivå på 39,3 kW med 7,0 mg/s bränsle, vilket gav en specifik impuls på 9620 s. Nedsatt till 24,4 kW använde HiPEP 5,6 mg/s bränsle, vilket gav en specifik impuls på 8270 s och 460 mN dragkraft.

Projekt- och utvecklingshistoria

Fas 1 var i början av 2003.

Nuvarande status

Se även

externa länkar