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Dual Stage 4 Grid Ionenantrieb Der DS4G Ionenantrieb englisch dual stage 4 grid ion thruster ist ein von der Europäische

Dual-Stage-4-Grid-Ionenantrieb

Der Dual-Stage-4-Grid-Ionenantrieb (DS4G-Ionenantrieb, englisch dual-stage 4-grid ion thruster) ist ein von der Europäischen Weltraumorganisation (ESA) und der Australian National University (ANU) entwickeltes Ionentriebwerks-Prinzip.

Prototypen können einen Ionenstrahl erzeugen, der viermal so schnell ist wie die der bisher leistungsfähigsten Ionentriebwerke, ohne dass die Elektroden wie zuvor beschädigt werden. Im Vergleich zum Ionentriebwerk der Mondsonde SMART-1 beschleunigt das Triebwerk die austretenden Ionen auf die über zehnfache Geschwindigkeit (210 km/s).

Prinzip Bearbeiten

Mit steigender Beschleunigungsspannung ansonsten auftretende Probleme werden dadurch vermieden, dass der Ionenstrahl zweistufig (engl. dual stage) unter Verwendung von vier Elektroden (engl. 4 grid) beschleunigt wird.

Das Prinzip ist von Fusionsexperimenten her bereits bekannt, bei denen schnelle Wasserstoffstrahlen (1 MeV) benötigt werden.

Zunächst werden wie beim Zwei- oder Dreielektroden-Triebwerk Ionen mit zwei Gittern aus der Ionenquelle extrahiert. Sie haben dann bereits eine hohe Geschwindigkeit, die jedoch auf Energien < 5 keV limitiert ist, um Strahldivergenz und Elektrodenerosion zu vermeiden. Es folgt eine Nachbeschleunigung des Strahles mit 15 bis 30 kV und eine übliche vierte Elektrode (Bremsgitter).

Als ionisierbare Stützmasse wurde – wie auch bei bisherigen Ionentriebwerken – das Edelgas Xenon eingesetzt.

Ergebnisse Bearbeiten

Durch die Anordnung lassen sich Leistung und Leistungsdichte steigern. Es wurde beim Prototyp ein spezifischer Impuls von 15 000 s erreicht (Limit von 3-Elektroden-Antrieben ist 10 000 s).

Siehe auch Bearbeiten

Hallantrieb

Weiterführende Literatur Bearbeiten

Weblinks Bearbeiten

  • Bundesministerium für Bildung und Forschung: 23. Januar 2006, archiviert vom Original am 27. Januar 2016; abgerufen am 9. Oktober 2018.

Einzelnachweise Bearbeiten

  1. Super-powerful new ion engine revealed. In: New Scientist. (newscientist.com [abgerufen am 9. Oktober 2018]).
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Veröffentlichungsdatum:
Der Dual Stage 4 Grid Ionenantrieb DS4G Ionenantrieb englisch dual stage 4 grid ion thruster ist ein von der Europaischen Weltraumorganisation ESA und der Australian National University ANU entwickeltes Ionentriebwerks Prinzip Prototypen konnen einen Ionenstrahl erzeugen der viermal so schnell ist wie die der bisher leistungsfahigsten Ionentriebwerke ohne dass die Elektroden wie zuvor beschadigt werden Im Vergleich zum Ionentriebwerk der Mondsonde SMART 1 beschleunigt das Triebwerk die austretenden Ionen auf die uber zehnfache Geschwindigkeit 210 km s 1 Inhaltsverzeichnis 1 Prinzip 2 Ergebnisse 3 Siehe auch 4 Weiterfuhrende Literatur 5 Weblinks 6 EinzelnachweisePrinzip BearbeitenMit steigender Beschleunigungsspannung ansonsten auftretende Probleme werden dadurch vermieden dass der Ionenstrahl zweistufig engl dual stage unter Verwendung von vier Elektroden engl 4 grid beschleunigt wird Das Prinzip ist von Fusionsexperimenten her bereits bekannt bei denen schnelle Wasserstoffstrahlen 1 MeV benotigt werden Zunachst werden wie beim Zwei oder Dreielektroden Triebwerk Ionen mit zwei Gittern aus der Ionenquelle extrahiert Sie haben dann bereits eine hohe Geschwindigkeit die jedoch auf Energien lt 5 keV limitiert ist um Strahldivergenz und Elektrodenerosion zu vermeiden Es folgt eine Nachbeschleunigung des Strahles mit 15 bis 30 kV und eine ubliche vierte Elektrode Bremsgitter Als ionisierbare Stutzmasse wurde wie auch bei bisherigen Ionentriebwerken das Edelgas Xenon eingesetzt Ergebnisse BearbeitenDurch die Anordnung lassen sich Leistung und Leistungsdichte steigern Es wurde beim Prototyp ein spezifischer Impuls von 15 000 s erreicht Limit von 3 Elektroden Antrieben ist 10 000 s Siehe auch BearbeitenHallantriebWeiterfuhrende Literatur BearbeitenC Bramanti R Walker u a The innovative dual stage 4 grid ion thruster concept Theory and experimental results PDF 548 kB International Astronautical Federation IAC 06 C4 4 7 2006 Weblinks BearbeitenBundesministerium fur Bildung und Forschung ESA und australisches Team erzielen Durchbruch bei Raumfahrtantrieb 23 Januar 2006 archiviert vom Original am 27 Januar 2016 abgerufen am 9 Oktober 2018 Einzelnachweise Bearbeiten Super powerful new ion engine revealed In New Scientist newscientist com abgerufen am 9 Oktober 2018 Abgerufen von https de wikipedia org w index php title Dual Stage 4 Grid Ionenantrieb amp oldid 233864840