Primjena niskotlačnog izboja za električnu propulziju svemirskih brodova

master's thesis

• Title (english): Application of low-pressure discharge for electric propulsion of space-ships
• Author: Petar Sičanica
• Mentor: Damir Veža (mentor)
• Committee member: Damir Veža (predsjednik povjerenstva)
• Committee member: Emil Tafra (član povjerenstva)
• Committee member: Maja Planinić (član povjerenstva)
• Committee member: Željko Skoko (član povjerenstva)
• Committee member: Ivo Batistić (član povjerenstva)
• Granter: University of Zagreb; Faculty of Science; (Department of Physics); Zagreb
• Defense date and country: 2018-02-15, Croatia
• Scientific / art field, discipline and subdiscipline: NATURAL SCIENCES; Physics

Abstract

Dok se u kemijskim raketnim motorima koristi kemijska reakcija tijekom koje se propelant velikom brzinom izbacuje iz motora i tako ostvaruje potisak, u sustavima za električnu propulziju propelant se potiskuje iz motora korištenjem električnog polja. Propelant na koji djeluje električno polje čine ioni koji na svemirskoj letjelici nastaju procesom ionizacije neutralnog plina. Samu ionizaciju je moguće ostvariti na brojne načine, a jedan od njih je i sudarima u kojima sudjeluju elektroni dovoljne energije i neutralni atomi plina. Neutralni plin se u svemirskoj letjelici nalazi pohranjen u spremnicima, a elektroni se dobivaju iz niskotlačnog izboja kojeg je moguće ostvariti korištenjem šuplje katode. Na ovaj način ostvareni pogoni električne propulzije se koriste za održavanje satelita u željenim orbitama, ali i na svemirskim letjelicama koje moraju prijeći veliku udaljenost. Iako je akcelaracija koju omogućuje električna propulzija mala s vremenom će svemirska letjelica financijski i energetski jeftinije postići brzinu koja može biti znatno veća od one postignute kemijskim raketnim pogonom. Nabrojane prednosti električne propulzije ne znače kraj kemijskom raketnom pogonu u svemirskim misijama, jer jedan pogon ispravlja mane drugog, ali sigurno električnoj propulziji otvaraju vrata prema svijetloj budućnosti.

Abstract (english)

While chemical rocket engines use chemical reactions during which the propellant is being ejected at high speeds thereby generating thrust, electric propulsion system utilize an electric field to achieve thrust. The electric field acting on the propellant, consisting of ions of an ionized neutral gas generated within the spacecraft. The ionization itself is possible to achieve in numerous ways, one of them is colliding high energy electrons with neutral atoms from the gas. Neutral gas is stored on the spacecraft in pressurised containers, while electrons are gained through a low pressure discharge by means of using a hollow cathode. Electric propulsion drives developed in this manner are used in maintaining satellites in desired orbits, and in spacecrafts required to travel great distances. Acceleration achieved through electric propulsion drives is small, but the spacecraft using it will reach greater velocities at a lower price financially. A spacecraft using the electric propulsion drive will be far more energy efficient and provide better results than a chemical rocket engine. Advantages for the electric propulsion drive numbered here do not mean the end of chemical rocket engines in space missions. One propulsion system helps correct the flaws of the other, but it surely opens the electric propulsion drive a gate to the stars.

• Keywords: raketa; niskotlačni izboj; šuplja katoda; električna propulzija
• Keywords (english): rocket; low-pressure discharge; hollow cathode; electric propulsion
• Language: croatian
• URN:NBN: urn:nbn:hr:217:249426
• Study programme: Title: Physics; specializations in: Education; Course: Education; Study programme type: university; Study level: integrated undergraduate and graduate; Academic / professional title: magistar/magistra edukacije fizike (magistar/magistra edukacije fizike)
• Type of resource: Text
• File origin: Born digital
• Access conditions: Open access
• Created on: 2018-03-15 15:44:38