Elektrikli itki sistemleri etki-tepki ilkesine gore calışmaktadır. Fakat itki uretmek icin kimyasal motorlarda acığa cıkan gaz yerine plazma atılır. Elektrikli itme motorları plazma oluşturma ve plazmaya hız kazandırma yontemlerine bağlı olarak kendi icinde elektrotermal, elektrostatik, elektromanyetik itki motorları şeklinde uc kategoriye ayrılır. Farklı ceşitleri olmasına rağmen ızgaralı iyon motorları ve Hall iticileri yuksek performansları nedeni […]
Elektrikli itki sistemleri etki-tepki ilkesine gore calışmaktadır. Fakat itki uretmek icin kimyasal motorlarda acığa cıkan gaz yerine plazma atılır. Elektrikli itme motorları plazma oluşturma ve plazmaya hız kazandırma yontemlerine bağlı olarak kendi icinde elektrotermal, elektrostatik, elektromanyetik itki motorları şeklinde uc kategoriye ayrılır. Farklı ceşitleri olmasına rağmen ızgaralı iyon motorları ve Hall iticileri yuksek performansları nedeni ile en cok kullanılan elektrikli itki motorlarıdır. Elektrostatik kategorisinde incelenen ızgaralı iyon motorları ve Hall iticileri, uzerinde en cok araştırma yurutulen itici sistemlerdir.
[h=3]Izgaralı İyon Motorları[/h] Izgaralı iyon motorlarında renksiz, kokusuz, tatsız ve patlama riski olmayan bir gaz (orneğin ksenon) deşarj odasında katottan cıkan elektronlar yardımı ile bombardıman edilir. Elektronlar ile carpışan gaz haldeki molekuller iyonize olarak plazma yapısına donuşur. Bu arada guclu mıknatısların olduğu manyetik alan sayesinde elektronlar deşarj odası duvarlarına ulaşamaz ve deşarj odasında kalma sureleri ve gaz molekulleri ile carpışma ihtimalleri bu sayede artar. Pozitif yuklu iyonlar pozitif potansiyelli ızgarada bulunan binlerce kucuk delikten gecip plazmadan ayrışır. 1-10 kV’luk potansiyel enerji farkı altında elektrostatik etki ile negatif potansiyelli olan ızgaraya doğru hızlanan hareket yaparak dışarıya atılır. Bu sayede oluşan iyon ışınları ile bir itki kuvveti uretilmiş olur. İkinci katot ise ışın icinde yer alan pozitif iyonlara eşit miktarda elektron gonderip ışının elektriksel olarak notr olmasını sağlar. Aksi takdirde uzay aracı negatif olarak yuklenir ve atılan pozitif yuklu iyonlar geri donup itkinin azalmasına ve uzay aracında deformasyona uğramasına sebep olur.
[h=3]
Hall İticileri[/h] Yapısal olarak ızgaralı iyon motorlarından daha basit (orneğin yalnızca bir tane katot elektron tabancası vardır ve ızgarasız yapıdadır) olmalarına karşın Hall iticileri, plazma fiziği acışından daha karmaşık sistemlerdir. Hall iticilerinde yakıt olarak iyon motorlarındakine benzer olarak coğunlukla ksenona benzer ozellikte bir soy gaz kullanılır. Katottan gonderilen iyonlar (elektron) radyal manyetik alan icerisinde hapsedilir. Eksenel elektriksel ve radyal manyetik alana dik doğrultuda suruklenerek iticiye adını veren Hall sistemini oluşturur. Ufak deliklerden gonderilen gaz molekulleri (Halkalı anot uzerinde yer alan) Hall akımını yaratan elektronlar ile carpışıp plazmaya donuşur. Bu plazmaya anot vasıtası ile voltaj (100V-1 kV) uygulanıp pozitif iyonlar hızlandırılır ve bu sayede itki uretilmiş olur. Hızlandırılan pozitif yuklu iyonlar katottan cıkan iyonların bir kısmını cekip elektriksel olarak notr hale gelerek oyle kalır.
Izgaralı iyon motorları (daha yuksek duzeyde voltaj uygulanabildiğinden) Hall iticilerine gore daha ust bir egzoz hızına ulaşabilirler. Yani yakıt tasarrufları daha fazla olmaktadır. Fakat bir birimlik bir alanda anot ile katot icerisinden akabilecek elektron ya da pozitif iyon akımları sınırlı duzeyde olduğu icin (buna uzay yuk limiti denmektedir) ızgaralı iyon motorlarında ulaşılacak pozitif iyon akımı sınırlı olacağından itki de sınırlı olur. Hall iticilerinde ise pozitif iyonlar elektronlar ile birlikte hızlandırıldığı icin plazmanın notr yapısı korunmuş olur. Boylece uzay yuk limitinden etkilenmeden daha cok itki kuvveti elde edilir. Bu farklardan dolayı yakıt tasarrufunun onemli olduğu derin uzay gorevleri esnasında ızgaralı iyon motorları tercih edilirken cevik yorungesel manevraların gerekli olduğu yakın gorevlerde daha cok Hall iticiler tercih edilir.
Elektrikli itki sistemleri etki-tepki ilkesine gore calışmaktadır. Fakat itki uretmek icin kimyasal motorlarda acığa cıkan gaz yerine plazma atılır. Elektrikli itme motorları plazma oluşturma ve plazmaya hız kazandırma yontemlerine bağlı olarak kendi icinde elektrotermal, elektrostatik, elektromanyetik itki motorları şeklinde uc kategoriye ayrılır. Farklı ceşitleri olmasına rağmen ızgaralı iyon motorları ve Hall iticileri yuksek performansları nedeni ile en cok kullanılan elektrikli itki motorlarıdır. Elektrostatik kategorisinde incelenen ızgaralı iyon motorları ve Hall iticileri, uzerinde en cok araştırma yurutulen itici sistemlerdir.[h=3]Izgaralı İyon Motorları[/h] Izgaralı iyon motorlarında renksiz, kokusuz, tatsız ve patlama riski olmayan bir gaz (orneğin ksenon) deşarj odasında katottan cıkan elektronlar yardımı ile bombardıman edilir. Elektronlar ile carpışan gaz haldeki molekuller iyonize olarak plazma yapısına donuşur. Bu arada guclu mıknatısların olduğu manyetik alan sayesinde elektronlar deşarj odası duvarlarına ulaşamaz ve deşarj odasında kalma sureleri ve gaz molekulleri ile carpışma ihtimalleri bu sayede artar. Pozitif yuklu iyonlar pozitif potansiyelli ızgarada bulunan binlerce kucuk delikten gecip plazmadan ayrışır. 1-10 kV’luk potansiyel enerji farkı altında elektrostatik etki ile negatif potansiyelli olan ızgaraya doğru hızlanan hareket yaparak dışarıya atılır. Bu sayede oluşan iyon ışınları ile bir itki kuvveti uretilmiş olur. İkinci katot ise ışın icinde yer alan pozitif iyonlara eşit miktarda elektron gonderip ışının elektriksel olarak notr olmasını sağlar. Aksi takdirde uzay aracı negatif olarak yuklenir ve atılan pozitif yuklu iyonlar geri donup itkinin azalmasına ve uzay aracında deformasyona uğramasına sebep olur.
[h=3]
Hall İticileri[/h] Yapısal olarak ızgaralı iyon motorlarından daha basit (orneğin yalnızca bir tane katot elektron tabancası vardır ve ızgarasız yapıdadır) olmalarına karşın Hall iticileri, plazma fiziği acışından daha karmaşık sistemlerdir. Hall iticilerinde yakıt olarak iyon motorlarındakine benzer olarak coğunlukla ksenona benzer ozellikte bir soy gaz kullanılır. Katottan gonderilen iyonlar (elektron) radyal manyetik alan icerisinde hapsedilir. Eksenel elektriksel ve radyal manyetik alana dik doğrultuda suruklenerek iticiye adını veren Hall sistemini oluşturur. Ufak deliklerden gonderilen gaz molekulleri (Halkalı anot uzerinde yer alan) Hall akımını yaratan elektronlar ile carpışıp plazmaya donuşur. Bu plazmaya anot vasıtası ile voltaj (100V-1 kV) uygulanıp pozitif iyonlar hızlandırılır ve bu sayede itki uretilmiş olur. Hızlandırılan pozitif yuklu iyonlar katottan cıkan iyonların bir kısmını cekip elektriksel olarak notr hale gelerek oyle kalır.Izgaralı iyon motorları (daha yuksek duzeyde voltaj uygulanabildiğinden) Hall iticilerine gore daha ust bir egzoz hızına ulaşabilirler. Yani yakıt tasarrufları daha fazla olmaktadır. Fakat bir birimlik bir alanda anot ile katot icerisinden akabilecek elektron ya da pozitif iyon akımları sınırlı duzeyde olduğu icin (buna uzay yuk limiti denmektedir) ızgaralı iyon motorlarında ulaşılacak pozitif iyon akımı sınırlı olacağından itki de sınırlı olur. Hall iticilerinde ise pozitif iyonlar elektronlar ile birlikte hızlandırıldığı icin plazmanın notr yapısı korunmuş olur. Boylece uzay yuk limitinden etkilenmeden daha cok itki kuvveti elde edilir. Bu farklardan dolayı yakıt tasarrufunun onemli olduğu derin uzay gorevleri esnasında ızgaralı iyon motorları tercih edilirken cevik yorungesel manevraların gerekli olduğu yakın gorevlerde daha cok Hall iticiler tercih edilir.