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Ionenantrieb



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Ionentriebwerk das von der ESA-Raumsonde Smart-1 die dem Weg zum Mond ist verwendet wird.

Ein Ionenantrieb ist ein Antrieb für Raumfahrzeuge bei dem die Abstoßung von einem Ionenstrahl zur Fortbewegung genutzt wird. Es wird der Begriff "solar-elektrischer Antrieb" bzw. "Solar Electric (SEP) verwendet.

Der Ionenstrahl besteht aus einem elektrisch Gas (z.B. Xenon ). Erzeugt wird der Ionenstrahl durch ionisierte die in einem elektrischen Feld oder mittels einer Kombination eines elektrischen und eines Magnetfeldes unter Ausnutzung des Hall-Effektes beschleunigt und dann in Form eines ausgestoßen werden. Die Energie zur Erzeugung der wird üblicherweise mit Hilfe von Solarzellen gewonnen. Daher wurde dem Ionenantrieb auch Name "solar-elektrischer Antrieb" gegeben. Als Treibstoff des Ionenantriebs dient sowohl das Gas auch die zusätzlich benötigte elektrische Energie .

Vergleichsweise bieten bisherige Ionenantriebe gegenüber konventionellen Triebwerken ( Raketen ) einen geringen Schub (vergleichbar mit der Kraft die eine Postkarte auf eine Hand 70 Millinewton entspricht der Gewichtskraft von 7 Die Gesamtmasse des Raumfahrzeugs muss deshalb so wie möglich gehalten werden (bei SMART-1 367 Kilogramm). Erst die neuesten Solarzellen eine ausreichende Leistung (bei SMART-1 ca. 1 300 Watt ) um technisch umsetzbare Ionenantriebe zu versorgen.

Der Vorteil des Ionenantriebs liegt darin dieser weniger Treibstoff verbraucht weil die Geschwindigkeit austretenden Teilchen wesentlich größer ist als bei Triebwerken. Raumfahrzeuge mit Ionenantrieb eignen sich daher gut um andere Planeten zu erreichen.

Das Prinzip des Ionenantriebs ist bereits den sechziger Jahren entwickelt worden. Erste Versuche aber nur mit geringem Erfolg da Cäsium oder Quecksilberdampf als Ionenquelle benutzten wodurch Düsen rasch anfingen zu korrodieren. Erst als anfing das Edelgas Xenon als Ionenquelle zu verwenden bekam man Problem in den Griff. Ein Prototyp dieses arbeitete erstmals 1992 auf dem europäischen Satelliten Eureka . Auch die Raumsonde Deep Space 1 besitzt ein Ionentriebwerk. Sie ist Teil "New-Millennium-Programms" der Nasa in dem es mehr das Testen neuer Technologien als um wissenschaftliche geht. 2002 startete die ESA den Satelliten Artemis auf dem zwei neue Ionenantriebe die in der Produktion der Xenonionen unterscheiden zum installiert sind. Beim Rita-Triebwerk erzeugen Radiofrequenzen die ("Radiofrequency Ion Thruster Assembly") während im Kaufmann-Triebwerk Gas durch Erhitzung ionisiert wird. Durch den Start kam das Ionentriebwerk zu Ehren da die letzten 5000km bis zur geplanten geostationären nach 18 Monaten erreicht wurden.

Siehe auch: Rakete SMART-1 Deep Space 1

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