डॉ। चार्ल्स और एएनयू एचडीएलटी टीम। चित्र साभार: एएनयू बड़ा करने के लिए क्लिक करें।
साक्षात्कार सुनें: प्लाज्मा थ्रस्टर प्रोटोटाइप (5.5 एमबी)
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फ्रेजर: क्या आप मुझे उस थ्रस्टिंग तकनीक पर कुछ पृष्ठभूमि दे सकते हैं जिसका आपने आविष्कार किया है?
डॉ। क्रिस्टीन चार्ल्स: ठीक है, इस थ्रस्टर को एचडीएलटी कहा जाता है, जो हेलिकॉन डबल लेयर थ्रस्टर के लिए है, और यह एक नए प्रकार का प्लाज़्मा थ्रस्टर एप्लीकेशन है जो गहरे अंतरिक्ष में यात्रा करता है। और पृष्ठभूमि प्लाज्मा प्रौद्योगिकियों, अंतरिक्ष प्लाज्मा, सतहों के इलाज के लिए प्लाज्मा प्रसंस्करण और अन्य अनुप्रयोगों की एक किस्म में हमारी विशेषज्ञता है।
फ्रेजर: तो, इन दिनों सेट किए गए अंतरिक्ष अन्वेषण का पसंदीदा इंजन आयन इंजन है, जिसने ईंधन कुशल इंजन के रूप में काफी अच्छा प्रदर्शन किया है। आयन इंजन से संबंधित इंजन आप पर कैसे काम कर रहा है? क्या आप लोगों को कुछ संदर्भ दे सकते हैं?
डॉ। चार्ल्स: हां, कुछ सामान्य पहलू हैं और कुछ बहुत अलग पहलू हैं। इसलिए, पहले आयन इंजन सफलतापूर्वक अतीत के लिए विकसित किया गया था - मुझे नहीं पता - 50 साल या तो। यह अब अच्छी तरह से विकसित है। लेकिन एचडी थ्रस्टर के कुछ दिलचस्प फायदे हैं। सबसे पहले, यह किसी भी इलेक्ट्रोड का उपयोग नहीं करता है। तो आयन इंजन में, आपके पास आयन को तेज करने के लिए ग्रिड की एक श्रृंखला होती है। इसलिए हमारे थ्रस्टर में इलेक्ट्रोड नहीं हैं, हमारे पास एक नए प्रकार का त्वरण तंत्र है जिसे हम डबल लेयर कहते हैं। यही कारण है कि हम इसे एचडीएलटी: हेलिकॉन डबल लेयर थ्रस्टर कहते हैं। इसका कोई इलेक्ट्रोड नहीं है, इसका मतलब है कि इसका लंबा जीवनकाल है क्योंकि आपके पास इलेक्ट्रोड का क्षरण नहीं है। और एक दूसरा, वास्तव में महत्वपूर्ण पहलू है यदि आप आयन इंजन जैसे उपकरणों को देखते हैं, तो वे आयनों का उत्सर्जन करते हैं। इसलिए आपको इन आयनों को बेअसर करने के लिए इलेक्ट्रॉनों का एक बाहरी स्रोत होना चाहिए, और यह आम तौर पर थ्रस्टर के किनारे पर एक दूसरा डिवाइस होने से होता है जिसे एक खोखले कैथोड डिवाइस कहा जाता है। वास्तव में आपके पास आयन इंजन पर दो उपकरण हैं। और अक्सर क्योंकि वे डरते हैं कि ये खोखले कैथोड उपकरण विफल हो सकते हैं, उन्होंने उनमें से दो को जीवनकाल बढ़ाने के लिए रखा। लेकिन एचडीएलटी में, हम वास्तव में एक प्लाज्मा उत्सर्जित करते हैं, जिसमें अपने आप में एक सुपरसोनिक आयन बीम होता है। तो हमारे पास सुपरसोनिक आयन बीम है, जो कि थ्रस्ट से बाहर निकलने के साथ-साथ जोर का मुख्य स्रोत है, लेकिन हमारे पास प्लाज्मा भी है जो बीम को बेअसर करने के लिए सिर्फ पर्याप्त इलेक्ट्रॉनों का उत्सर्जन करता है। इसलिए हमें इस बाहरी उपकरण की आवश्यकता नहीं है जो कि न्यूट्रलाइज़र है। यह बहुत अच्छा है क्योंकि यह सुरक्षा प्रदान कर सकता है, और सादगी - कोई चलती भागों नहीं है - इसलिए यह बहुत गहरी अंतरिक्ष यात्रा के लिए एचडीएलटी को काफी आकर्षक बनाता है; लंबे जीवनकाल। और एक और फायदा यह है कि क्योंकि हम हेलिकॉप्टर प्लाज्मा नामक एक दूसरी अवधारणा का उपयोग करते हैं, यह प्लाज्मा में चार्ज कणों में बिजली स्थानांतरित करने का एक बहुत ही कुशल तरीका है। इसका मतलब है कि हम बहुत सारे आयनों के साथ वास्तव में घने प्लास्मा प्राप्त कर सकते हैं और हम सत्ता में बड़े पैमाने पर हो सकते हैं। तो, हम शायद 100 किलोवाट तक जा सकते हैं। यह अभी तक यहाँ एक प्रोटोटाइप में नहीं किया गया है, क्योंकि हमारा पहला प्रोटोटाइप सिर्फ 1 किलोवाट था। लेकिन अन्य प्रयोगों ने सुझाव दिया है कि हमारे प्रकार के प्लाज्मा के साथ, हम वास्तव में शक्ति में बड़े पैमाने पर कर सकते हैं, और ऐसा करने के लिए आयन इंजन के साथ, मूल रूप से मुख्य बात यह है कि जब आप कुछ किलोवाट से ऊपर जाते हैं, तो आपको एक क्लस्टर रखना होगा प्रणोदक।
तो मैं कहूंगा कि यह वास्तव में एचडीएलटी के लिए शुरुआती दिन हैं, लेकिन मुख्य लाभ जीवनकाल, सादगी, स्केलेबिलिटी और सुरक्षा के लिए बढ़े हैं। और यह काफी ईंधन कुशल भी है, जो बहुत अच्छा है।
फ्रेजर: प्रदर्शन के संदर्भ में, आयन इंजन कागज के एक टुकड़े के भार का जोर लगा सकते हैं, लेकिन वे इसे वर्षों और वर्षों तक कर सकते हैं और जोर का निर्माण कर सकते हैं। आप कह रहे हैं कि आप अधिक जोर लगा सकते हैं?
डॉ। चार्ल्स: फिलहाल, आयन इंजन निश्चित रूप से, थ्रस्ट के लिए, किलोवाट के लिए, इस समय सबसे अच्छे हैं। और HDLT प्रोटोटाइप, जो सिर्फ एक अवधारणा है और 1 किलोवाट के तहत, यह जोर से मेल नहीं खाता है। यदि आप आयन इंजन का उदाहरण लेते हैं, तो इसमें आमतौर पर एक किलोवाट के लिए 100 मिली न्यूटन होते हैं। हम इस समय शायद 3-5 गुना कम बात कर रहे हैं, लेकिन आपको यह देखना होगा कि हमारे पास 20 साल का विकास नहीं था। यह शुरुआती दिन है, और हम निश्चित रूप से प्रौद्योगिकी में सुधार कर सकते हैं।
फ्रेजर: और फिर जैसा कि मैं अब समझता हूं, यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी ने प्रौद्योगिकी को उठाया है और कुछ इन-हाउस परीक्षण कर रही है। और यह उनके लिए कैसे चला गया?
डॉ। चार्ल्स: ठीक है, उनके पास कुछ प्रोजेक्ट थे। पहली बात यह है कि हमारे पास ऑस्ट्रेलिया में एक अनुदान एजेंसी से अनुदान था, और वह 2004-2005 के दौरान था। और हमने पहले एचडीएलटी प्रोटोटाइप का डिजाइन और निर्माण किया था, जिसे हमने पिछले अप्रैल में ईएसए में लाया था, और जिसे हमने एक महीने के लिए परीक्षण किया था। हमारे पास सीमित धन था इसलिए हम एक महीने से अधिक समय तक इसका परीक्षण नहीं कर सके। और इससे पता चला कि थ्रस्टर के सभी पहलुओं ने पूरी तरह से काम किया। लेकिन हमने उन सभी शक्तियों का परीक्षण किया जो हम कर सकते थे, और हमारे पास अलग-अलग गैस के दबाव थे, आदि। हमारे पास थ्रस्ट को मापने के लिए आवश्यक निदान नहीं थे, इसलिए हमें नहीं पता था कि वास्तविक जोर क्या था। हमारे पास वह जोर है जो हम ऑस्ट्रेलिया में आयन बीम से माप सकते हैं - यह अभी भी किया जाना है। और यह डबल लेयर की इस नई अवधारणा पर आधारित है, जिसके बारे में हमें लोगों को विश्वास दिलाना था। और ईएसए ने सोचा कि यह वास्तव में दिलचस्प था, इसलिए उन्होंने डबल परत प्रभाव को मान्य करने के लिए एक स्वतंत्र अध्ययन करने का फैसला किया था। यह थ्रस्टर के पीछे की मूल अवधारणा है; त्वरण तंत्र। इसलिए अब हमें वास्तव में यह देखना है कि यह किस बारे में है।
दोहरी परत क्या है? आप बस कल्पना कर सकते हैं, यह एक नदी की तरह है और अचानक नदी का बिस्तर नीचे गिर जाता है ताकि एक झरना बन जाए। फिर आपके पास ये आयन हैं जो इस झरने से गिरते हैं, और तेज हो जाते हैं और फिर बड़े निकास वेग के साथ रॉकेट से जुड़ जाते हैं। तो डबल परत प्लाज्मा में एक संभावित गिरावट है। यह बहुत दिलचस्प है कि एचडीएलटी में, हमारे पास कोई इलेक्ट्रोड नहीं है; प्लाज्मा एक निश्चित चुंबकीय क्षेत्र, जो एक चुंबकीय बोतल या नोजल का उपयोग करके, ऐसा करने का निर्णय लेता है। और बस यही। तो यह पानी के माध्यम से पंप के बिना झरना होने की तरह है। तो यह मूल अवधारणा है।
इसलिए डबल परत की अवधारणा को मान्य करने के लिए ईएसए का यह स्वतंत्र अध्ययन था। क्या आपने नवीनतम प्रेस रिलीज़ देखी है?
फ्रेजर: हाँ, मेरे पास है।
डॉ। चार्ल्स: तो ऑस्ट्रेलिया का यह नवीनतम अध्ययन था। हमारे पास पहला प्रोटोटाइप है, और हमने कुछ पहलुओं का प्रदर्शन किया है; हालाँकि, थ्रस्ट को अभी तक एक अंतरिक्ष सिमुलेशन कक्ष में नहीं मापा गया है। और ईएसए ने थ्रस्टर के पीछे की अवधारणा को भी मान्य किया है, जो कि यह दोहरी परत की अवधारणा है। इस समय हम वहां हैं।
फ्रेजर: तो आपको लगता है कि एचडीएलटी थ्रस्टर किस तरह के मिशन के लिए बेहतर होगा?
डॉ। चार्ल्स: यह वास्तव में दीर्घकालिक मिशनों के लिए होना चाहिए जहां आप धीरे-धीरे जाने के लिए मजबूर हैं, लेकिन लंबे समय तक। और इसका अच्छा सुरक्षा पहलू भी है। इसमें मानवयुक्त अंतरिक्ष यान के लिए इस्तेमाल किए जाने की क्षमता है। तो यह वास्तव में गहरे अंतरिक्ष मिशनों के लिए, या मंगल पर जाने के लिए ... जैसी चीजें हैं।
फ्रेजर: मैं देख रहा हूं। मुझे लगता है कि इसके मुख्य लाभों में से एक यह है कि इसमें कम चलने वाले हिस्से हैं - ऐसे हिस्से जो टूट सकते हैं।
डॉ। चार्ल्स: और इसे शक्ति में बढ़ाया जा सकता है, जो महत्वपूर्ण भी है। नासा ने इस बात का एक अनुकरण किया है कि आपको मंगल को मनुष्यों को भेजने के लिए किस प्रकार की शक्ति की आवश्यकता होगी, और यह मेगावाट की सीमा में है। इसलिए आपके पास शक्ति होनी चाहिए। आपको अपने थ्रस्टर्स को भी बढ़ाने में सक्षम होना चाहिए। उन्हें काम करने के लिए बड़ी शक्ति के तहत काम करने में सक्षम होना चाहिए। नासा ने जो किया, वह बताता है कि यदि आपके पास एक उचित प्लाज्मा थ्रस्टर, या प्लाज्मा रॉकेट हो सकता है, तो आप मंगल पर जाने के लिए समय काट सकते हैं क्योंकि यदि आप प्लाज्मा प्रौद्योगिकी का उपयोग करते हैं, तो आप जियोडेसिक प्रक्षेपवक्र का उपयोग कर सकते हैं। यदि आप रासायनिक प्रणोदन का उपयोग करते हैं, तो आपके पास एक बैलिस्टिक प्रक्षेपवक्र की तरह अधिक होगा। इसलिए आप उदाहरण के लिए मंगल की यात्रा के समय में कटौती कर सकते हैं।
फ्रेजर: तो आपके शोध के लिए अगले कदम क्या हैं?
डॉ। चार्ल्स: ठीक है, हम विभिन्न चीजों को समानांतर में कर रहे हैं। हम अभी भी डबल लेयर पर बहुत दृढ़ता से काम कर रहे हैं क्योंकि यह एक बहुत ही अच्छी किस्म की भौतिकी है जिसमें सभी प्रकार के अन्य अनुप्रयोग हैं जैसे कि अरोरा, या सौर वायु त्वरण, आदि। हमारे यहाँ एक नया स्पेस सिमुलेशन चेंबर भी है। ऑस्ट्रेलियाई राष्ट्रीय विश्वविद्यालय। और हमने प्रोटोटाइप को आरोहित किया है, जो ईएसए से वापस उस अंतरिक्ष सिमुलेशन कक्ष में है। और शायद हम जनवरी 2006 से जोर संतुलन और अन्य तरीकों को मापने की कोशिश शुरू करने जा रहे हैं। और भी अन्य खबरें हो सकती हैं, मुझे नहीं पता। हम देखेंगे कि यह कैसे जाता है। हम निश्चित रूप से इस विषय में बहुत प्रयास कर रहे हैं। यह बहुत ही आकर्षक है क्योंकि बहुत से लोग परिणाम में रुचि रखते हैं।
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