Door: redactie - 6 december 2024 |
In een recente YouTube-video heeft ‘techniek-geek’ Joel Gomez een bijzondere ionische plasmamotor gebouwd. Het project is gebaseerd op het principe van ionische wind, waarbij elektronen botsen met luchtmoleculen om luchtstromen te genereren. Dit experiment richtte zich op het creëren van een efficiënte plasmamotor. Na meerdere ontwerpen te testen, vond Joel een oplossing door lichte materialen te combineren met een elektroplating-techniek. Hierbij werden 3D-geprinte onderdelen met koper gecoat om ze elektrisch geleidend te maken. De uiteindelijke motor slaagde erin om een kaarsvlam van 40 centimeter afstand te doven. Daarnaast probeerde Joel de motor in een heliumzeppelin te integreren. Of dat werkt? Bekijk de video maar.
Plasmamotoren, ook wel plasmastuwers genoemd, beloven een efficiëntere en snellere manier van voortstuwing te bieden dan traditionele chemische raketten. Door gebruik te maken van geïoniseerd gas en elektromagnetische velden kunnen ruimteschepen met hogere snelheden en minder brandstofverbruik reizen.
Plasmamotoren maken gebruik van plasma, een gas dat bestaat uit geladen deeltjes. Het proces verloopt in drie belangrijke stappen: ionisatie, versnelling en stuwkrachtgeneratie.
De eerste stap is ionisatie, waarbij een gas zoals xenon wordt gebruikt. Xenonatomen worden hun elektronen ontnomen, waardoor positief geladen ionen ontstaan. Deze ionen vormen de kern van het voortstuwingsproces. Vervolgens worden de ionen met behulp van elektrische velden versneld. Door deze velden bewegen de ionen met hoge snelheden door een raster, waarbij ze energie winnen.
Een andere cruciale factor is de controle en stabilisatie van het plasma met magnetische velden. Dit gebeurt in geavanceerde motoren zoals Hall-effectstuwers. De velden zorgen ervoor dat de plasma-uitstoot gericht blijft en efficiënter door de uitlaatopening wordt geleid.
Tot slot genereren de uitgestoten ionen stuwkracht volgens Newtons Derde Wet: elke actie heeft een gelijke en tegengestelde reactie. Hoewel de massa van de uitgestoten ionen klein is, compenseert hun enorme snelheid dat ruimschoots.
Een van de grootste voordelen van plasmamotoren is hun hoge efficiëntie, gemeten in specifieke impuls. Waar chemische raketten slechts 300 tot 450 seconden halen, kunnen plasmamotoren oplopen tot wel 10.000 seconden. Dit betekent dat ze met minder brandstof meer stuwkracht kunnen leveren, wat ideaal is voor lange ruimtemissies.
Daarnaast hebben plasmamotoren het voordeel van continu vermogen. In tegenstelling tot chemische raketten, die snel grote stuwkracht leveren maar kort werken, kunnen plasmamotoren langdurig lage stuwkracht genereren. Hierdoor kunnen ruimteschepen maandenlang versnellen en uiteindelijk zeer hoge snelheden bereiken. Dit maakt ze perfect voor interplanetaire reizen of zelfs interstellaire missies.
Ook verbruiken plasmamotoren veel minder brandstof. Chemische raketten vereisen grote hoeveelheden reactieve stoffen, terwijl plasmamotoren hun ionen gedoseerd uitstoten. Hierdoor kan een ruimteschip met een kleinere hoeveelheid brandstof veel verder reizen.
Ondanks de voordelen staan er nog obstakels in de weg. Plasmamotoren hebben veel elektriciteit nodig om het gas te ioniseren en de ionen te versnellen. Ruimteschepen hebben dus geavanceerde energiebronnen nodig, zoals nucleaire reactoren of zonnepanelen. Daarnaast is de technologie voor het stabiliseren van plasma complex en vereist het geavanceerde materialen en ontwerpen.
Een ander probleem is de relatief lage stuwkracht. Hoewel plasmamotoren geschikt zijn voor langdurige versnelling, zijn ze minder geschikt voor situaties waarin directe, krachtige stuwkracht nodig is, zoals het ontsnappen aan de zwaartekracht van een planeet.
De mogelijkheden van plasmamotoren zijn enorm. Van snelle missies naar Mars tot interstellaire verkenningen, deze technologie biedt kansen om de grenzen van de ruimtevaart te verleggen. Hoewel er nog technische uitdagingen zijn, investeren ruimteagentschappen en bedrijven al fors in het ontwikkelen van robuuste en schaalbare plasmastuwers. De weg naar een volledig functionele plasmamotor mag dan ingewikkeld zijn, maar de belofte van efficiëntere, duurzamere en snellere ruimtevaart is te aantrekkelijk om te negeren.
Bekijk ook:
Dit artikel delen op je eigen website? Geen probleem, dat mag. Meer informatie.
IndustrieVandaag is een onafhankelijk platform met het laatste nieuws van vandaag over de procesindustrie, industrial processing, productie industrie, maakindustrie en elektronica industrie.
Neem contact met ons op:
Tel +31 (0)23 737 07 63
Email via contactpagina
