Polscy naukowcy zbudowali kryptonowy silnik plazmowy :: Artykuły / Polski Serwis Naukowy

Polecamy również:

Specjaliści: nawet 6 mln Polaków zagrożonych cukrzycą typu 2

Doroczna konferencja IOP nt. fizyki plazmy, Windermere, Wlk. Brytania

Materiały typu SMART - ciecze magnetoreologiczne

Niebieska Karta - wyjaśnienie terminu; procedura "Niebieskie Karty"

Specjaliści zachęcają Polaków: "Badaj dno oka"

Lekarze: u połowy diabetyków cukrzyca typu 2 wykrywana zbyt późno

Elektryczne silniki plazmowe typu Halla są przyszłością astronautyki, mają jednak istotną wadę: gazem roboczym jest w nich trudno dostępny i drogi ksenon. Naukowcy z Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy w Warszawie zbudowali silnik, w którym wykorzystają znacznie tańszy gaz szlachetny: krypton. Jak informują specjaliści z Instytutu Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy (IFPiLM), rakietowe silniki chemiczne są niezastąpione przy wynoszeniu ładunków w kosmos. Mają wielką siłę ciągu, lecz wykorzystują wyłącznie energię zgromadzoną w paliwie i działają zaledwie kilkadziesiąt sekund. W przestrzeni kosmicznej użyteczne stają się inne silniki, o znacznie mniejszym ciągu, za to działające dłużej - miesiącami lub nawet latami. Do urządzeń tego typu należą właśnie napędy plazmowe.

Silniki plazmowe typu Halla są jedną z odmian elektrycznych napędów kosmicznych. Stosuje się je od lat 70. ubiegłego wieku w bezzałogowych lotach kosmicznych. "Napędy plazmowe typu Halla to przyszłość astronautyki. Już dziś są poważną konkurencją dla klasycznych silników rakietowych, zwłaszcza jako napędy manewrowe do zmian orientacji satelitów i ich orbit oraz jako marszowe w sondach dalekiego zasięgu" - czytamy w komunikacie IFPiLM przesłanym PAP.

Dotychczas w silnikach plazmowych tego typu zazwyczaj wykorzystywany jest ksenon - pierwiastek drogi i trudno dostępny. W IFPiLM powstał napęd plazmowy typu Halla zaprojektowany do pracy z kryptonem, gazem szlachetnym nawet dziesięciokrotnie tańszym od ksenonu.

"Generatory strumieni plazmy są jednym z kierunków badawczych od lat rozwijanych w Instytucie Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy. Korzystając ze zgromadzonych doświadczeń, w maju 2008 roku nasz zespół przystąpił do budowy silnika plazmowego typu Halla z kryptonem jako gazem roboczym" - wyjaśnia odpowiedzialny za projekt dr Jacek Kurzyna z IFPiLM.

Jak tłumaczą specjaliści Instytutu pozyskanie kryptonu, innego gazu szlachetnego, jest nawet do dziesięciu razy tańsze. Co prawda wytwarzanie jonów kryptonu wymaga nieco większych energii niż w przypadku ksenonu, są one jednak lżejsze od ksenonowych i można je przyspieszać do tej samej prędkości za pomocą niższego napięcia.

"Nasz silnik był od początku rozwijany i optymalizowany do pracy z kryptonem. Musieliśmy odpowiednio zaprojektować konfigurację pola magnetycznego i odpowiadający jej obwód magnetyczny. Część elementów trzeba było wykonać w taki sposób, aby wytrzymały zwiększone obciążenia cieplne" - wyjaśnia doktorant Dariusz Daniłko z IFPiLM.

Wyniki badań nad kryptonowym silnikiem plazmowym znajdą zastosowanie także poza astronautyką. Akceleratory ciągłych strumieni plazmy są chętnie wykorzystywane w wielu procesach technologicznych, m.in. do czyszczenia powierzchni materiałów, jej uszlachetniania oraz nakładania cienkich warstw, np. węglowych o wytrzymałości diamentu. Zespół naukowców z IFPiLM opracował m.in. koncepcję nakładania cienkich warstw tlenkowych do zastosowań w ogniwach fotowoltaicznych.

Zbudowany egzemplarz silnika typu Halla to prototypowe urządzenie, przygotowywane do testów w warunkach próżniowych. "Jeśli testy wypadną pomyślnie, czeka nas jeszcze optymalizacja silnika i cała seria badań kwalifikacyjnych. Zgłoszenie projektu do Europejskiej Agencji Kosmicznej - ESA, w ramach Porozumienia o Europejskim Państwie Współpracującym, zawartego między Polską a ESA, zaowocowało pozytywną oceną" - wyjaśnia dr Kurzyna.

Projekt i budowa elektrycznego silnika plazmowego typu Halla zostały w całości sfinansowane przez Instytut Fizyki Plazmy i Laserowej Mikrosyntezy.

PAP - Nauka w Polsce

ekr/ agt/bsz

komentuj publikację

Czy wiesz że...?

wersja BETA

Silnik plazmowy - silnik odrzutowy, w którym substancją roboczą jest plazma o wysokim stopniu jonizacji. W silniku plazmowym stosowane jest elektromagnetyczne przyspieszanie plazmy, co umożliwia uzyskanie znacznie większej siły ciągu niż w wypadku silników konwencjonalnych przy takim samym zużyciu paliwa. Źródłem energii, potrzebnej do wytworzenia i ogrzania plazmy, mogą być reakcje jądrowe zachodzące w reaktorze lub elektryczne źródła energii. Ogrzana plazma zostaje przyspieszona i wyrzucona przez specjalną dyszę. pełny tekst

Silnik rakietowy rodzaj silnika odrzutowego, czyli wykorzystującego zjawisko odrzutu substancji roboczej, który nie pobiera w trakcie pracy żadnej substancji z otoczenia. Substancją roboczą mogą być produkty spalania (gazy spalinowe) powstałe przy utlenianiu paliwa (chemiczny silnik rakietowy), przy czym zarówno paliwo rakietowe jak i utleniacz znajdują się w zbiornikach napędzanego urządzenia (tlen nie jest pobierany z atmosfery), dzięki czemu silnik może pracować w dowolnych warunkach, np. w przestrzeni kosmicznej i pod wodą. Mogą nią być też jony rozpędzane elektromagnetycznie (silnik jonowy), plazma, także rozpędzana elektromagnetycznie (silnik plazmowy) lub strumień fotonów gamma (hipotetyczny silnik fotonowy). Stosowany najczęściej w rakietach i promach kosmicznych oraz pociskach rakietowych. pełny tekst

DE-6 - silnik przyczepny dwusuwowy produkowany w Zakładach Metalowych Dęba im. Tomasza Dombali. Silnik jednocylindrowy bardzo prosty w budowie, naprawie i eksploatacji. Dość duża kompresja - ciężki rozruch - powodowała częste zerwanie linki szarpanki. Silnik posiada wyjście z cewki niskiego napięcia 12V. pełny tekst

W12 oznaczenie silnika widlastego o układzie typu W składającego się z 12 cylindrów. Najczęściej kąt zawarty pomiędzy rzędami cylindrów wynosi 72°. Jednostka W12 przypomina 2 złączone silniki typu V6. Stosowany jest najczęściej do segmentu G, czasami F. Producentem jest Volkswagen i Audi. pełny tekst

Moduł "Czy wiesz że...?" (wersja testowa, beta): definicje/pojęcia wygenerowane w obrębie tego modułu pochodzą z Wikipedii i udostępniane są na licencji Creative Commons: uznanie autorstwa, na tych samych warunkach, z możliwością obowiązywania dodatkowych ograniczeń. Dostęp do pełnej wersji każdego hasła (oraz dokładnch informacji na temat licencji, autora oraz edycji) możliwy jest po kliknięciu w odnośnik opisany jako "pełny tekst".