Ana Sayfa Bilim İyon Motorları Uzay Araçlarını Nasıl Hareket Ettiriyor

İyon Motorları Uzay Araçlarını Nasıl Hareket Ettiriyor

İyon itki çalışmaları 1950’lerde başladı ve roket itkisi için ilk iyon motorlarını NASA’nın Glenn Araştırma Merkezi üretti. Bu sistemde elektronlar bir katot tüpü aracılığıyla iticiye sokuluyor. Yapıları itibariyle eksi yüklü olan elektronlar güçlü elektromıknastıslar tarafından çekildikleri deşarj odasında yakıtla temas ediyor. Yakıt olarak genelde soy gaz ksenon kullanılıyor. Serbest bir elektron, yakıtın nötr atomlarından birine çarpınca ksenon iki eksi elektron ve bir pozitif iyon oluşturacak biçimde parçalanıyor.

ksenon

Ardından iyonlar binlerce eşmerkezli (koaksiyel) açıklığa sahip birer elektrot olan iyon optiklerine girmeye zorlanıyor. Çıkışa yakın uç eksi, rokete yakın uçsa artı yüklü oluyor. Artı yüklü iyonlar açıklığın ucundaki eksi yüke doğru akıyor,sıkışıyor ve bir iyon akışı oluşturuyor. Bu iyon akışı da iticinin bir ucundan dışarı çıkarak,roketi itecek kuvveti meydana getiriyor.

artemis arıtım

Sistemin ne artı ne de eksi olmasını sağlamak için, adına nötralizör denen bir katot tüpü, iyon akışına eksi yüklü elektronlar karıştırıyor. Bunlar artı yüklü iyonlarla karışarak tüm süreci dengeliyor ve böylece egzoz yüksüz oluyor. İyon motorlarının ana faydası, roketleri kimyasal güçlü roketlere kıyasla çok daha hızlı itebilmeleri. Artık emekliye ayrılan Uzay Mekiği’nin azami hızı saatte 28.000 km idi ama bir iyon iticisi, roketi saatte 322.000 kilometre hıza çıkarabiliyor.

Ne yazık ki bu teknolojinin dezavantajı,iyon itkisinin oluşturduğu itki miktarının çok küçük olması. Bir iyon motoru ancak 0,5 Newton kuvvet üretebiliyor. Bu da avucunuzda on tane 50 kuruşluk para tutmaya eşdeğer. Bu yüzden hızlanma aşırı yavaş gerçekleşiyor ama çok uzun süre devam edebiliyor. İyon motorlarının iki büyük avantajı, uzun ömürlü olmaları ve roketleri şimdiye dek hiç olmadığı kadar hızlandırabilmeleri.

NASA’nın Evrimsel Ksenon İticisi (NEXT) dünyanın en gelişmiş iticilerinden biri. NEXT, bu birimlerin ne kadar enerji sağlayabileceğine yönelik bir testte tam 48.000 saat (5,5 yıldan uzun süre) hiç kesintisiz çalıştı.

Deney sırasında NEXT yalnızca 870 kg yakıt tüketti ki bu da geleneksel bir iticinin yakıt tüketiminin onda birinden az (geleneksel itici bunun için 10.000 kg yakıt harcayacaktı.)
Ağırlıktan elde edilen tasarruf daha küçük uzay araçlarının daha büyük araçların görevlerini üstlenmesini ve eskisinden çok daha uzun süre görev yapabilmesini sağlayacak.

İyon İtici Nasıl Çalışıyor?

  1. Katot Tüpü: Sistemin giriş noktasındaki tüp, eksi yüklü elektronları ateşliyor.
  2. Yakıt Enjeksiyonu: Genelde ksenon gazı, inert, renksiz ve nötr olduğu için tercih ediliyor. Gaz buradan sisteme pompalanıyor.
  3. Manyetik Alan: Atomları ve elektronları birbirine yaklaştırıp çarpışma potansiyelini artırmak için bir elektromanyetik alan yaratılıyor.
  4. Çarpışmalar: Elektronlarla atomlar çarpışınca ksenon atomları iki adet eksi yüklü elektron ve bir adet artı yüklü iyon oluşturacak biçimde parçalanıyor.
  5. Plazma: Artı ve eksi yüklü atomların toplamı sıfır olunca plazma oluşuyor.
  6. Hızlandırıcı Izgara: Bir ucu eksi yüklü çok sayıda açıklık var. Hızını artırmak için elektromanyetik olarak yüklenmiş artı iyonlar bu tarafa hareket ediyor.
  7. İyon Akışı: İyonlar sıkıştırılıp hızlandırılarak aşırı hızlı iyon akışları oluşturuluyor. Bu da roket için itki sağlıyor.
  8. Katot Tüpü Nötralizörü: Bu tüp eksi yüklü elektron ateşleyerek dışarı atılan artı yüklü iyonları dengeliyor.
arıcılık malzemeleri
Erencan Durmaz
Erencan Durmaz
Ben Eren, meraklı, araştırmacı, yazmayı seven bir kardeşinizim. Bildiklerimi ya da öğrendiklerimi paylaşmayı seviyorum ve eğleniyorum umarım sizlerde sever ve eğlenirsiniz. Meraklı ve bilgiyle kalın :)

4 Yorum

  1. Bu işlem anladığım kadarıyla sinekten yağ çıkarmaya benziyor:). İyonların fırlatılması ile bu denli düşük itki elde edileceğine uzayda bulunan tozları ön tarafından toplayıp arka tarafından sistem fırlatsa daha çok güç elde edilmez mi.Sistem için gerekli olan elektrik güneş panellerinden geldiğini düşünürsek hiç yakıta ihtiyaç yok.

  2. Merhaba Çok güzel verdiğiniz bu bilgiler ile ilgilenecek bu günün genci olmayı çok isterdim

    Sorularım var
    1- soru Ksenon gazı yerine Hidrojen gazı kullanılamaz mı ?
    2-Yer çekimi olan sistemler yani otomobillerde itici güç olarak kullanmak mümkün mü ?
    3-Basit bir elektrik fan motoru yerine hava sirkülesin de kullanmam mümkün mü ?

    Bu sorularımı cahil sorusu olarak kabul edin sizler mühendissiniz ben değilim
    bu çalışmalar hakkında daha fazla bilgi sahibi olmak isterim

    Çok acı ki yorum yapan insan sayısı hiç yok denecek kadar az çok üzülüyorum bu nesil nereye gidiyor

    • Merhaba Sn.Burhan Arslan Kardeşim.
      Yaşınızı bilmiyorum ama,Bilime ve Teknolojiye ilginizden beyninizin
      genç olduğunu anlıyorum.
      sorularınızın cevapları;
      1- Soygaz Ksenon simgesi Xe, atom numarası 54, atom ağırlığı 131,29 olan,
      renksiz, kokusuz,YANICI OLMAYAN ve AĞIR bir gaz elementtir.
      Hidrojen, simgesi H olan, 1 atom sayılı ametaldir. Standart sıcaklık ve
      basınç altında renksiz, kokusuz, metalik olmayan, tatsız, OLDUKCA YANICI ve
      H₂ olarak bulunan bir diatomik gazdır. 1.00794 g/mol’lük atomik kütlesi ile
      tüm elementler arasında EN HAFİF elementtir.(Vikipedi)
      İyon Motorları da madde atılımlı roket fiziği prensibi ne göre çalışır.

      İTKİ KUVVETİ= – Saniyede atılan kütle x Atılan kütle hızı (Newton)

      HALL etki iticilerde TASARIMLARI GEREĞİ PATLAYICI OLMAYAN Ksenon kullanılır.
      Elektrotermal iticilerde ağırlıkları düşük olan hidrojen, helyum veya
      amonyak gibi gazlar bu tür sistemlerde kullanılır.

      2- Bu motorlarda üretilen itiş kuvveti(mili NEWTON lar civarın da) Dünya
      ortamında fiziksel şartlardan bir otomobili itebilecek değerde değildir.

      3- Benzeşik bir sistem ile Hava yı iyonize ederek sirkülasyon sağlanabilir.
      Fakat istenen hava sirkülasyonu ile harcanan elektrik enerjisi verimliliği
      göz önünde bulundurulmalıdır.
      Ayhan ERTEM

  3. “ Kısaca; daha önce yapılan tüm araştırma ve gerçekleşmeler de istenilen itki kuvveti, ivme, çalışma ortamı çeşitliliği (DÜNYA-UZAY) sağlanamamıştır.
    Bu güne kadar yapılan ve uygulanan sistemler de, ileriye dönük hedefler için yeterli kuvveti üretmek için uygun değildir. Yardımcı maddelere (Plazma ve iyonize olacak gaz veya sıvı gibi) ihtiyaç duymaları farklı bir yöntem ve tasarımı gerektirmektedir.”
    Yeni elektriksel itki tanımı:
    “yeni elektriksel itki; roket etkisi yapacak, katı-sıvı-gaz gibi yakıt kullanılmayan, iyonize veya başka hale dönüşecek yardımcı maddeler kullanmadan sadece elektrik enerjisini kullanarak dünya ve dünya dışı uzay ortamında çalışabilen itki sistemi”

Düşünceleriniz Nedir?

Lütfen yorumunuzu buraya yazınız.
Lütfen isminizi buraya yazını.

Yazar Ol artemis arıtım arıcılık malzemeleri

Yeni Yazılar

Genetik Hastalıkların Tedavisinde Teşhisin Önemi

Günümüz dünyası, her geçen gün teknolojik gelişmelerin toplumlar üzerindeki yansımalarına uyanırken, bir o kadar da “hastalık” konu başlığı altında can kaybedenlerin seslerine şahitlik ediyor....

Kamu Kurumlarında İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu Uyarınca Yapılacak Görevlendirmeler

Bilindiği üzere, 6331 sayılı İş Sağlığı ve Güvenliği Kanunu 2012 yılında uygulanmaya başlanmıştır. Kanunun yürürlüğe girdiği 2012 yılında "Kamu kurumları ile 50'den az çalışanı...

Roll, Pitch, Yaw Nedir

Roll-Pitch-Yaw kavramı özellikle uçakların hareket eksenlerini belirtir. Ama bu kavramlar Robot Mekaniği/Kinematiği alanında da kullanılan terimlerdir. İlk olarak Roll termini açıklayalım. Roll, kelime anlamı olarak...

Qt C++ Kütüphanesi ile GAP – İplik Kullanımı (Mandelbrot Kümesi Örneği)

Bir süredir ara verdiğimiz Qt C++ Kütüphanesi ile Grafik Arayüz Programlama (GAP) derslerimize yeni bir uygulama ile devam ediyoruz. Geçen dersimizde arayüz uygulamalarında olmazsa...

Mühendislik Maaşları

Yazılım Mühendisliği Maaşları

Yazılım mühendisliği maaşları çalışılan firmadan, kişinin kendini ne kadar geliştirdiğine kadar değişen faktörlerle değişkenlik gösterebilmektedir. Yazılım mühendisliği nedir? Yazılım mühendisliği, kullanıcının isteklerini göz önünde bulunduran ve...

Kontrol Mühendisliği Maaşları

Kontrol mühendisliği günümüzde değeri her geçen gün artan mesleklerden biridir. Kontrol mühendisi olabilmek için üniversitelerin elektrik-elektronik, makine ve bilgisayar tabanlı mühendislik dallarından mezun olmak...

İç Mimarlık Maaşları

İç mimarlık, mimarlık sektörü içerisinde bulunan önemli alanlardan bir tanesidir, bu yazımda iç mimarlık maaşlar hakkında bir takım bilgiler verdim. Mimarlıkta, bir binanın iç...

Metalurji ve Malzeme Mühendisliği Maaşları

Merhaba arkadaşlar bu yazımızda sizlere metalurji ve malzeme mühendisliği maaşları hakkında bilgi vereceğiz. Metalurji ve Malzeme Mühendisliği; inşaat, sağlık, kimya, uzay teknolojileri, havacılık, elektronik, makine,...