head-anubanbankha-min
วันที่ 25 กุมภาพันธ์ 2021 5:12 PM
ยินดีต้อนรับเข้าสู่เว็บไซต์ โรงเรียนอนุบาลบ้านคา
โรงเรียนอนุบาลบ้านคา
หน้าหลัก » นานาสาระ » ยานอวกาศของจีน 

ยานอวกาศของจีน 

อัพเดทวันที่ 22 กุมภาพันธ์ 2021

ยานอวกาศ ของจีน 

ยานอวกาศ

ยานอวกาศ ของจีน เมื่อปลายปีที่แล้วดาวเทียมประดิษฐ์ ชิชิ20 ที่บรรทุกโดยจรวด Long March 5 ได้ถูกปล่อยขึ้นสู่อวกาศ การควบคุมบนวงโคจรของดาวเทียม และการถ่ายโอนวงโคจรจะดำเนินการ โดยทรัสเตอร์ไฟฟ้าไอออน LIPS-300 ที่ติดตั้งบน ดาวเทียมชิชิ20 การสนับสนุนเสร็จสมบูรณ์ ทรัสเตอร์ไฟฟ้าไอออนคืออะไร เมื่อเทียบกับจรวดเคมี ลักษณะของมันคืออะไร แล้วทรัสเตอร์ไฟฟ้าอิออน LIPS-300 ที่ใช้ในจีนครั้งนี้เป็นอย่างไรบ้าง

1 ไอออนขับดันจากนิยายวิทยาศาสตร์สู่ความเป็นจริง แผนผังของหลักการไอออนทรัสเตอร์ เป็นเวลานานที่เครื่องยนต์จรวดเคมี ได้ครอบครองตำแหน่งหลักของกำลังยานอวกาศ เนื่องจากเทคโนโลยีที่เติบโตเต็มที่ อย่างไรก็ตาม เครื่องยนต์จรวดเคมีต้องอาศัยการเผาไหม้จรวด เพื่อเปลี่ยนพลังงานเคมีเป็นความร้อน และพลังงานที่ปล่อยออกมามีจำกัด ส่งผลให้ความเร็วของเครื่องบินเจ็ทช้า และแรงกระตุ้นจำเพาะต่ำ อย่างไรก็ตามขึ้นอยู่กับกลศาสตร์ของไหลเหนือเสียง หากคุณต้องการเปลี่ยนพลังงานขับเคลื่อนทั้งหมด เป็นพลังงานจลน์คุณต้องมีหัวฉีดที่มีขนาดทางเรขาคณิตที่ใหญ่มาก

ดังนั้น นักวิทยาศาสตร์จึงจินตนาการว่า หากใช้สนามแม่เหล็กไฟฟ้า เพื่อเร่งอนุภาคที่มีประจุโดยตรงระบบจะไม่ถูกจำกัด ด้วยขนาดทางเรขาคณิตของหัวฉีดของเครื่องยนต์จรวดเคมีอีกต่อไป และสามารถบรรลุความเร็วหัวฉีดที่สูงกว่ามาก ของจรวดเคมีแบบดั้งเดิมนั่นคือ มีแรงกระตุ้นจำเพาะที่สูงขึ้น ดังนั้นจึงเกิดความคิดเรื่องไอออนขับดัน

หลักการของการขับเคลื่อนไอออนคือ การใช้พลังงานไฟฟ้า เพื่อให้ความร้อนหรือทำให้เป็นไอออนของจรวดขับดัน เพื่อสร้างไอออนซึ่งจะถูกเร่งและขับออกมาภายใต้การกระทำของสนามไฟฟ้าสถิต เพื่อสร้างแรงขับ รูปแบบการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้ากระแสหลักแบ่งออกเป็นสามประเภท คือความร้อนไฟฟ้าไฟฟ้าสถิตและแม่เหล็กไฟฟ้า เครื่องทำความร้อนไฟฟ้าส่วนใหญ่ใช้ส่วนโค้ง เพื่อให้ความร้อนแก่ก๊าซที่แตกตัวเป็นไอออน และเร่งความเร็วออกประเภทไฟฟ้าสถิต

ใช้กริดเพื่อดึงแคตไอออนจากนั้นเร่งสนามไฟฟ้า เร่งมันตัวแทนทั่วไปของประเภทแม่เหล็กไฟฟ้าแบ่งออกเป็นสองประเภท ฮอลทรัสเตอร์และทรัสเตอร์พลาสม่า แม่เหล็กฮอลทรัสเตอร์ขึ้นอยู่กับเอฟเฟกต์ฮอลล์ เพื่อสร้างการปลดปล่อยสนามแบบมุมฉาก เพื่อสร้างพลาสม่าจากนั้นใช้สนามไฟฟ้าสถิต เพื่อเร่งไอออนและใช้a สนามแม่เหล็ก เพื่อจำกัดการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนในขณะที่ทรัสเตอร์พลาสม่าแม่เหล็ก ใช้วิธีการปล่อยพัลซิ่ง เพื่อทำให้ตัวขับเคลื่อนแตกตัวเป็นไอออนจากนั้นใช้แรงลอเรนซ์เพื่อเร่งความเร็ว

ลักษณะเฉพาะของเครื่องยนต์ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าไอออน คืออัตราเร่งต่ำมาก แต่แตกต่างจากเวลาการเผาไหม้ที่สั้นมากของจรวดเคมี เวลาเร่งความเร็วจากจรวดขับเคลื่อนไฟฟ้า อาจนานมากดังนั้นแรงกระตุ้นเฉพาะของเครื่องยนต์ จึงมีขนาดใหญ่มาก และของเหลวในการทำงานที่มีคุณภาพเดียวกัน สามารถให้แรงขับรวมและความเร็วสุดท้ายที่มากกว่า

ยานอวกาศที่ใช้เครื่องยนต์ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าไอออน สามารถลดปริมาณของจรวดขับเคลื่อน และเพิ่มภาระภารกิจและระยะเวลาบนวงโคจรได้อย่างมาก ยิ่งไปกว่านั้นในสภาพแวดล้อมแบบ microgravity ของอวกาศ แรงขับเพียงเล็กน้อยก็เพียงพอ สำหรับการปรับทัศนคติของดาวเทียม และการเปลี่ยนวงโคจรในขณะที่ทรัสเตอร์ไฟฟ้าไอออน ที่มีแรงขับขนาดเล็ก และการปรับที่แม่นยำสามารถตอบสนองความต้องการของตำแหน่งการควบคุมที่แม่นยำ

2 แคโทดกลวงหัวใจ ของพลังของไอออนทรัสเตอร์ แคโทดกลวงเป็นหัวใจของทรัสเตอร์ไฟฟ้า แคโทดกลวงจะปล่อยอิเล็กตรอนผ่านตัวปล่อยความร้อน แบเรียมทังสเตนออกไซด์แลนทานัมเฮกซาบอไรด์ ทำให้ก๊าซเฉื่อยแตกตัวเป็นไอออน ไหลเข้าสู่แคโทด เพื่อสร้างพลาสมาจากนั้น จึงปล่อยอิเล็กตรอนออกสู่ภายนอกผ่าน การเร่งสนามไฟฟ้าให้แรงขับแบบอิเล็กทรอนิกส์ เนื่องจากกลไกการปล่อยอิเล็กตรอนของแคโทดกลวง ที่ขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าส่วนใหญ่ เป็นการปล่อยความร้อน มีสองวิธีการเริ่มต้นสำหรับแคโทดแบบกลวง สตาร์ทร้อนและสตาร์ทเย็น

ปัจจุบันการสตาร์ทด้วยความร้อน เป็นวิธีที่ใช้กันอย่างแพร่หลาย โดยใช้เทคโนโลยีที่ค่อนข้างสมบูรณ์ โดยจะพันชั้นของลวดความร้อนรอบๆ เส้นรอบวงด้านนอกของตัวปล่อย และส่งกระแสไปยังลวดความร้อน เมื่อเริ่มให้ความร้อนกับตัวปล่อยจนกระทั่งถึงไซต์อิเล็กตรอนที่ปล่อยความร้อน ของตัวปล่อยอุณหภูมิที่ต้องการ จากนั้นโดยการเพิ่มแรงดันจุดระเบิดแบบพัลส์อิเล็กตรอน จะถูกดึงออกมาจากแคโทดกลวง

วิธีนี้ต้องให้ความร้อนก่อนการสตาร์ทแต่ละครั้ง เวลาในการสตาร์ทนานกว่าปกติ 3-5 นาที และใช้พลังงานมาก ในขณะเดียวกันฮีตเตอร์ต้องทนต่อวงจรความเย็นและความร้อนที่มีความเข้มสูง ซึ่งมีแนวโน้มที่จะล้มเหลว หากขดลวดล้มเหลวแคโทดไม่สามารถสตาร์ทได้ และอายุการใช้งานของทรัสเตอร์ทั้งหมดจะสิ้นสุดลง

3 ตารางวัสดุใหม่ ทำให้การขับเคลื่อนไอออนมีประสิทธิภาพมากขึ้น ชุดประกอบกริดทรัสเตอร์ไฟฟ้าไอออน หรือที่เรียกว่าระบบออปติคัลไอออนประกอบด้วยกริดหน้าจอ และกริดเร่งเป็นหนึ่งในองค์ประกอบหลักของไอออนไฟฟ้าทรัสเตอร์หน้าที่หลักคือ การโฟกัสและเร่งการเกิดไอออไนซ์ของ ของเหลวที่ใช้งานได้ในห้องปล่อยของไอออน ไม่เพียงแต่เกี่ยวข้องโดยตรงกับแรงผลักดันอิมพัลส์เฉพาะประสิทธิภาพ และพารามิเตอร์ประสิทธิภาพอื่นๆ ของทรัสเตอร์ไฟฟ้าไอออนเท่านั้น แต่ยังกำหนดความน่าเชื่อถือ และอายุการใช้งานของทรัสเตอร์ไฟฟ้าอิออนด้วย ซึ่งเป็นงานวิจัยที่สำคัญของทรัสเตอร์ไฟฟ้าไอออน

4 เคล็ดลับอายุการใช้งานที่มากขึ้น การออกแบบสนามแม่เหล็กของห้องปล่อยไอออนทรัสเตอร์ เป็นเทคโนโลยีหลักของการออกแบบทรัสเตอร์จำนวนขั้วแม่เหล็ก ตำแหน่งของขั้วแม่เหล็กทิศทางของขั้วแม่เหล็ก และความแรงของสนามแม่เหล็กทั้งหมด ปัจจัยสำคัญที่มีผลต่อประสิทธิภาพของห้องจำหน่าย ตัวบ่งชี้ประสิทธิภาพเช่น การสูญเสียการปล่อยและความตรงของลำแสง ทรัสเตอร์ไอออน LIPS-300 ใช้โครงสร้างวงจรแม่เหล็กสนามแม่เหล็กแบบวงแหวน แม่เหล็กถาวรวงแหวนสี่ขั้ว เมื่อเทียบกับห้องปล่อยสนามสามระดับที่ใช้ในเครื่องขับดันพลาสม่าของจีนหลายรุ่น ก่อนหน้านี้โครงสร้างนี้มีประสิทธิภาพในการปล่อยและระดับลำแสงสูง

ในห้องปล่อยไอออนทรัสเตอร์ เนื่องจากสนามแม่เหล็กจำเป็นในการ จำกัด อิเล็กตรอนให้หมุนวนรอบเส้นสนามแม่เหล็กใกล้กับผนังขั้วบวก เส้นทางการเคลื่อนที่ของอิเล็กตรอนจะขยายออกไป และความน่าจะเป็นของการชนกันของไอออไนเซชัน ระหว่างอิเล็กตรอนดั้งเดิมกับก๊าซซีนอนคือ เพิ่มขึ้นดังนั้นสนามแม่เหล็กจึงส่งผลโดยตรง ต่อห้องจำหน่ายเสถียรภาพในการปล่อย และอายุการใช้งานของทรัสเตอร์ในวงโคจร ปริมาตรของพื้นที่แม่เหล็กที่มากขึ้น ซึ่งเกิดจากความแรงของสนามแม่เหล็กที่ออกแบบไว้ในห้องปล่อยก็จะยิ่งง่ายขึ้น เพื่อให้ได้ความตรงที่ดีของลำแสงที่ดึงออกมา

นอกจากนี้เส้นสนามแม่เหล็กที่หนาแน่นขึ้นใกล้กับผนังขั้วบวก การกระจายสม่ำเสมอมากขึ้น และยิ่งเอื้อต่อการกักขังอิเล็กตรอนมากขึ้น เพื่อตอบสนองความต้องการของงานออร์บิทัลที่แตกต่างกัน และบรรลุผลงานที่มีประสิทธิภาพเชื่อถือได้และมีเสถียรภาพไอออนทรัสเตอร์ จำเป็นต้องพิจารณาปัจจัยต่างๆ อย่างละเอียดเช่นอุณหภูมิสูงสูญญากาศสูง และอายุการใช้งานที่ยาวนานความเสถียร และความน่าเชื่อถือของคุณสมบัติทางแม่เหล็กของแม่เหล็ก วัสดุในระบบวงจรแม่เหล็กผลกระทบ

สรุป Konstantin Tsiolkovsky บิดาแห่งจักรวาลอวกาศของมนุษย์เคยฝากคำพูดที่มีชื่อเสียงให้กับคนรุ่นหลังว่า โลกนี้เป็นแหล่งกำเนิดของมนุษยชาติ แต่มนุษย์ไม่สามารถอยู่ในอู่ได้ตลอดไป ในขณะที่โครงการตรวจวัดสนามโน้มถ่วง และโครงการอวกาศของจีนเช่น คลื่นความโน้มถ่วงการสำรวจอวกาศและการสำรวจดาวเคราะห์น้อยถูกกำหนดให้ เป็นวาระเทคโนโลยีการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าไอออนในอนาคต จะถูกนำมาใช้มากขึ้นในดาวเทียมสื่อสารการสำรวจอวกาศ

การตรวจจับคลื่นความโน้มถ่วงและขนาดใหญ่ เทคโนโลยีการขับเคลื่อนด้วยไฟฟ้าของสถานีอวกาศของจีน จะยังคงพัฒนาต่อไปในทิศทางของพลังงานสูงแรงกระตุ้นที่เฉพาะเจาะจงสูง อายุการใช้งานที่ยาวนานแรงขับขนาดเล็กความแม่นยำสูง และอัตราส่วนการปรับกว้าง เพื่อส่งเสริมยานอวกาศในจีนให้มากขึ้น เพื่อไปยังดวงดาวต่อไป

อ่านบทความต่อไป คลิ๊ก !!!  การเปิดเผยความลึกลับของ นางฟ้า กวีนิพนธ์

นานาสาระ ล่าสุด
โรงเรียนอนุบาลบ้านคา
โรงเรียนอนุบาลบ้านคา
โรงเรียนอนุบาลบ้านคา
โรงเรียนอนุบาลบ้านคา