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pte20211119025 Forschung/Entwicklung, Produkte/Innovationen

Ionentriebwerk fürs All funktioniert mit Jod

Wissenschaftler lösen Korrosionsproblem und testen Antrieb über Kurskorrektur mit Satelliten


Triebwerkstest in einer irdischen Vakuumkammer (Foto: thrustme.fr)
Triebwerkstest in einer irdischen Vakuumkammer (Foto: thrustme.fr)

Paris/Verrières-le-Buisson (pte025/19.11.2021/12:30) -

Forscher des Unternehmens ThrustMe aus dem französischen Verrières-le-Buisson haben gemeinsam mit Forschern der Pariser Universität Sorbonne https://www.sorbonne-universite.fr/en einen neuen Antrieb für Raumfahrzeuge entwickelt, die tief ins All vordringen sollen. Er beschleunigt sie noch, wenn der Treibstoff längst alle ist. Das gelingt mit einem Ionentriebwerk. In einer Kammer werden Atome ionisiert, das heißt, sie verlieren Elektronen und werden elektrisch positiv. In einem elektrischen Feld, das seine Energie aus Solarzellen bezieht, werden diese beschleunigt und ins All geschleudert. Der Rückstoß treibt das Raumfahrzeug dann weiter an, obwohl die ionisierten Teilchen winzig sind. Im All reicht das jedoch allemal, weil es keine Kräfte gibt, die das Fahrzeug zurückhalten wie die Erdanziehungskraft.

[b]Zweijähriger Test in einem Klein-Satelliten[/b]

Bisherige Antriebe dieser Art arbeiteten mit dem Edelgas Xenon. Doch schon lange ist bekannt, dass dieses Edelgas nicht ideal ist für diesen Zweck. Jod wäre viel besser, doch dessen Einsatz scheiterte bisher daran, dass dieses chemische Element höchst korrosiv ist. Das ThrustMe-Team hat dieses Problem jetzt gelöst. Sie festeten den neuen Antrieb in einem Cubesat, das ist ein kleiner würfelförmiger Satellit, der seit zwei Jahren die Erde umkreist.

[b]Bombardement mit Elektronen[/b]

Um das Korrosionsproblem zu überwinden, verwendeten die Forscher keramische Materialien und lagerten die Chemikalie in festen Form. Einer seiner Vorteile ist, dass es leicht sublimiert. Es geht direkt vom festen in den gasförmigen Zustand über, wenn es leicht erwärmt wird. Den dazu nötigen Strom liefert das Solarpanel des Cubesat. Das gasförmige Iod wird dann in die Ionisierungskammer geleitet und mit Elektronen bombardiert. Diese kicken wiederum Elektronen aus der Hülle der Jod-Atome, die dadurch elektrisch positiv und beschleunigt werden können, sodass Schub erzeugt wird.

Der Cubesat diente ausschließ dem Triebwerkstest. Er hat eine Kantenlänge von gerade mal zehn Zentimetern und wiegt nur 1,2 Kilogramm. Die Triebwerke wurden mehrfach erfolgreich zur Kurskorrektur eingesetzt.

(Ende)
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