आयोनिक इंजन : आप सभी को पता है और खबर की जरूरत है

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हॉल-इफेक्ट थ्रस्टर LOP-G को लैस कर सकता है

– 3 मार्च, 2019 की खबर –

नासा के नेक्स्ट लीप प्रोग्राम से एक्स 3 आयन थ्रस्टर एक बहुत ही दिलचस्प प्रोजेक्ट है। इस कार्यक्रम का लक्ष्य कुछ ऐसी तकनीकों का विकास करना है जो सौर मंडल का और अन्वेषण करेंगे। X3 एक हॉल-इफेक्ट थ्रस्टर है। इसका मतलब यह है कि यह एक तटस्थ गैस, क्सीनन को आयनित और तेज करने के लिए बिजली और चुंबकीय क्षेत्रों का उपयोग करता है।

हॉल-इफेक्ट्स थ्रस्टर्स का उपयोग दशकों से अंतरिक्ष अनुप्रयोगों के लिए किया जाता है। जो एक्स 3 आयन थ्रेशर को अलग करता है वह इसकी उच्च शक्ति और इसकी महान प्रतिरूपता है। नासा और अमेरिकी वायु सेना द्वारा विकसित इंजन त्वरण के तीन संकेंद्रित चैनलों से बना है।

एक्स 3 आयन थ्रस्टर 200 किलोवाट तक की विद्युत शक्ति के साथ काम कर सकता है, जो पृथ्वी पर एक छोटे से गांव को बिजली देने के लिए पर्याप्त ऊर्जा है। इसने इसे हॉल-इफेक्ट थ्रस्टर के लिए पुश रिकॉर्ड स्थापित करने की अनुमति दी: 2018 में एक टेस्ट रन में 5.4 न्यूटन। यह उस ताकत के बारे में है जिसे आप अपने हाथ में मक्खन की एक प्लेट पकड़ते समय महसूस करते हैं, जो बहुत कम है। लेकिन हॉल-इफेक्ट थ्रस्टर्स को सप्ताह और महीनों तक लगातार चलाने के लिए डिज़ाइन किया गया है, जो वास्तविक त्वरण प्रदान करने के लिए पर्याप्त है। यह अपेक्षाकृत उच्च शक्ति X3 आयन थ्रस्टर के लिए कई अनुप्रयोगों की कल्पना करना संभव बनाता है।

नासा अपने चंद्र अंतरिक्ष स्टेशन, LOP-G को इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन मॉड्यूल से लैस करना चाहता है। कक्षा में एलओपी-जी को प्रभावी ढंग से बनाए रखने के लिए, यह शायद एक उच्च शक्ति इंजन लेगा। LOP-G के इस पहले मॉड्यूल के निर्माण का ठेका वसंत 2019 में दिया जाना चाहिए। शायद हम उस समय X3 आयन थ्रस्टर के बारे में सुनेंगे।

800 किलोवाट पर चलने वाला एक X3 क्लस्टर भी मंगल पर बसे हुए मिशन को फैलाने में सक्षम होना चाहिए। यह प्रोजेक्ट डेवलपमेंट टीम का मानना ​​है। लेकिन एक अंतरिक्ष यान को इतनी शक्ति प्रदान करना मुश्किल है। इसके लिए या तो विशाल सौर पैनल स्थापित करने या परमाणु ऊर्जा का उपयोग करने की आवश्यकता होती है।







अंतरिक्ष अन्वेषण पर आयन इंजन का बड़ा प्रभाव

आयन इंजन में, ज़ेनॉन पहले आयनित प्लाज्मा बनाने के लिए इलेक्ट्रॉनों द्वारा बमबारी की जाती है। इसके बाद यह ग्रिड के माध्यम से तेज़ हो जाता है जिसमें विद्युत क्षमता में बड़ा अंतर होता है। नतीजा प्रभावशाली है, आयनित बीम विज्ञान-फाई फिल्मों की याद दिलाने वाली नीली हेलो बनाती है। उत्पादित जोर अभी भी छोटा है, लगभग 9 0 मिलियनवॉन्स। यह हाथ पर रखे कागज की चादर के जोर के करीब है।

1 99 8 में, नासा ने दीप स्पेस 1 स्पेस जांच शुरू की, जो आयन प्रणोदन प्रणाली के साथ इसका पहला अन्वेषण अंतरिक्ष यान है। दीप स्पेस 1 ने सिद्ध किया है कि सौर पैनलों और कुछ दर्जन किलोग्राम क्सीनन के साथ, एक अंतरिक्ष जांच पृथ्वी-चंद्रमा प्रणाली से परे एक मिशन को अच्छी तरह से कर सकती है। आयनिक प्रणोदन ने कम लागत वाली अंतरिक्ष मिशन के लिए अपनी पूरी क्षमता का प्रदर्शन किया है, जिसमें केवल प्रोपेलेंट की सीमित मात्रा हो सकती है। नासा इस पहली सफलता पर शर्त लगाने के लिए जल्दी से फैसला करता है।

यह अभिनव प्रणोदन तकनीक नए उद्देश्यों पर विचार करने की अनुमति देती है। आयनिक प्रणोदन रोगी होने के लिए प्रदान किए गए रासायनिक इंजन के मुकाबले दस गुना कम प्रणोदक खर्च करके कुछ गंतव्यों तक पहुंचना संभव बनाता है। प्रदान किए गए त्वरण वास्तव में छोटे हैं, इसलिए आपको महत्वपूर्ण त्वरण उत्पन्न करने के लिए महीनों या वर्षों के लिए आयन इंजन चलाया जाना चाहिए। एक आयन इंजन को बिजली की आपूर्ति की भी आवश्यकता होती है, और केवल सौर पैनल उन्हें काम करने की शक्ति प्रदान कर सकते हैं, जो संभावनाओं को सीमित करता है, क्योंकि मंगल ग्रह की कक्षा से परे सौर पैनल लगभग बेकार हो जाते हैं।

मिशिगन विश्वविद्यालय आयनिक इंजन बिजली रिकॉर्ड तोड़ता है

– 13 मार्च, 2018 के समाचार –

आयनिक इंजन अंतरिक्ष अन्वेषण के लिए एक उज्ज्वल भविष्य का वादा करता है। उनकी सबसे बड़ी ताकत उनकी कम प्रोपेलेंट खपत है, और उनकी सबसे बड़ी कमजोरी उनकी शक्ति की कमी है। इसलिए एक हाई पावर इलेक्ट्रिक मोटर का विकास एक तकनीकी सफलता होगी जो सौर मंडल का पता लगाने के लिए एक बड़ा फायदा उठाएगा, और शायद इसे उपनिवेशित करने के लिए भी। मिशिगन विश्वविद्यालय की एक टीम नासा के साथ काम कर रही है जिसे एक्स 3 नामक हॉल इफेक्ट थ्रस्टर को विकसित और परीक्षण किया जा रहा है। इस थ्रस्टर ने बिजली और जोर के सभी रिकॉर्ड तोड़ दिए। यह 5.4 न्यूटन के जोर के लिए 102 किलोवाट की शक्ति पर काम करने में सक्षम था। यह 60% से अधिक द्वारा हॉल प्रभाव थ्रस्टर के पुश रिकॉर्ड को धड़कता है।

आयनिक प्रणोदन उन संभावनाओं में से एक है जो नासा मार्टिन यात्रा के लिए खोज कर रहा है। एक्स 3 वर्तमान में सौ किलोवाट तक काम करने में सक्षम है। 500 किलोवाट या यहां तक ​​कि 1 मेगावाट पर चलने वाली प्रणाली के साथ, इस प्रकार का इंजन चंद्र कक्षा से परे रहने वाले मिशनों को शक्ति देने के लिए पर्याप्त शक्तिशाली हो जाएगा। परंपरागत हॉल प्रभाव थ्रस्टर्स की तुलना में अधिक शक्ति प्राप्त करने के लिए, मिशिगन विश्वविद्यालय ने प्लाज्मा को चैनल बनाने के लिए अंगूठियों की एक श्रृंखला तैयार की है। थ्रस्टर काफी लगा रहा है: लगभग एक मीटर व्यास। हम कल्पना करते हैं कि अगर हम दस से बिजली को गुणा करना चाहते हैं, तो थ्रस्टर को बड़ा होना होगा। एक्स 3 के लिए वास्तव में खुद को साबित करने के लिए, इसे लंबे समय तक पूर्ण शक्ति पर संचालन का परीक्षण करना होगा। आयनिक प्रणोदन केवल तभी दिलचस्प होता है जब कम शक्ति को बहुत लंबी अवधि के द्वारा मुआवजा दिया जाता है। इसलिए एक्स 3 अगले साल 100 घंटे का परीक्षण करेगा।

अगला कदम एक्स 3 को कंपनी एरोजेट रॉकेटेटेन द्वारा बनाए गए डिज़ाइन में एकीकृत करना होगा। यह कंपनी इंजन के लिए बिजली आपूर्ति प्रणाली और एक क्सीनन आपूर्ति प्रणाली तैयार करने के लिए जिम्मेदार होगी। अपने अंतिम डिजाइन में, एक्स 3 200 किलोवाट तक चलाने में सक्षम होना चाहिए और सौर पैनलों द्वारा संचालित होना चाहिए। यह मुख्य कठिनाई है: अंतरराष्ट्रीय अंतरिक्ष स्टेशन (आईएसएस) के सौर पैनलों के 2500 वर्ग मीटर सर्वोत्तम स्थितियों के तहत केवल 120 किलोवाट विद्युत शक्ति का उत्पादन करते हैं। सौर पैनल की सतह की आवश्यकता एक अंतरिक्ष यान के लिए बहुत बड़ी होगी जिसके प्रणोदन प्रणाली को अकेले 200 किलोवाट की आवश्यकता होती है और जिसमें मिशन की विद्युत जरूरतों को भी जोड़ा जाना चाहिए।

विकीमीडिया कॉमन्स के माध्यम से नासा (पब्लिक डोमेन) द्वारा छवि

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