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Motori al plasma

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by

Luca Alberto Rizzo

on 4 January 2015

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Transcript of Motori al plasma

Propulsori al plasma
Perche' nuovi motori?
Cos'e' un plasma?
Quali motori al plasma?
Quali propellenti?
Conviene?
Quale missione?

Cos'e' un plasma?
Il plasma è un gas ionizzato, costituito da un insieme di elettroni e ioni e globalmente neutro.
Quali propellenti?
Ionizzazione processo più dispendioso
Conviene?
"Se il settore dell'automobile si fosse sviluppato come l'industria informatica, oggi avremmo veicoli che costano 25 dollari e fanno 500 km con un litro"
Bill Gates
Missioni
interplanetarie
Motori più veloci su distanze interplanetarie;
Motori meno pesanti;
Protezioni per umani.
Perche' nuovi motori?
collisioni trascurabili;
conduce correnti elettriche;
fenomeni collettivi molto importanti;
PROPRIETA:
Equazione di Boltzmann
QUARTO STATO DELLA
MATERIA
Quali motori al plasma?
Accelerazione di ioni
Griglia elettrostatica
Effetto Hall
FEEP
I~3300 s T~92 mN
I~3250 s T~1130 mN
I~ 6000-12000 s T ~ 1 mN
Necessità di propellente con
alto rapporto
massa energia di ionizzazione
Propellenti in situ
Raccogliere nel luogo d'arrivo propellente
Xe e Bi difficili da trovare
Migliorare efficenza ionizzazione
Fin dove?
Siamo pronti per l'esplorazione del Sistema Solare?
(QM) PPS-1350-G
Spinta
(QM) PPS-1350-G
Impulso
(QM) PPS-1350-G
Efficienza
1,20 yr
Erosione
1,20 yr
Efficienza e erosione
20-30 % carica elettronica;
90-99% massa Xe ionizzata;
magneti 80 %
Efficienza teorica ~ 50 %
Erosione per urti degli ioni sul circuito magnetico
1.20 yr
1.20 yr
Effetto minimo
Quale missone?

Motore ionico

Viaggio verso la Luna
Lanciatore Ariane 5 in GTO;
Orbita: GTO a L1 usando motori ionici;
Superato L1 entra in orbite ellittiche descrescenti attorno alla Luna
Misure sui motori e
Osservazioni lunari
EDPE e SPEDE per controllo elettronica;
KATE e RSIS emettitore e misuratore in banda Ka per spinta tramite Doppler;
AIME: camera visibile e infrarosso vicino;
SIR: spettrometro infrarosso per minerali;
CIXS: telecamera X per rivelazione
di elementi chimici
Risultati scientifici
Misurazione delle performance del motore Hall;
missione estesa di oltre un anno a causa del ridotto consumo di Xe;
topografia della Luna ad alta risoluzione;
Small Missions for Advanced Research in Technology
Motore Hall;
miniaturizzazione;
studio Luna.
Motore Hall;
82.5 kg di Xe al lancio (m=367 kg) stoccato a 150 bar ;
pannelli solari regolabili
flusso Xe regolabile.
Schianto controllato nel Lacus Excellentiae
Flash impatto Smart-1
Foto amatoriale
Polo Nord
Polo Sud
Scoperta del Ca sulla superficie lunare (Mare Crisium)
SMART-1
Conclusioni
I motori al plasma sono una buona soluzione per la propulsione interplanetaria;
Necessitano però di un lanciatore per uscire dalle orbite dei pianeti;
Studi necessari per comprendere come utilizzare plasma come protezione per esseri umani.
GRAZIE PER L'ATTENZIONE
Field-emission eletric propulsion
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