이온엔진9 16. 스퍼터링: 전기추력기 수명의 주요 결정요소 @넋두리신규 게시글을 올린지 무려 4달이 지나서야 다시 게시글을 작성한다."12. 홀추력기: 이름의 기원과 작동 원리"에서 작동 원리를 설명하려다보니 배경지식을 여럿 설명해야했는데 스스로 만족할만큼 쉽게 설명할 해답을 찾기가 어려워 글쓰기를 멀리하게 됐다..😢그동안 주제로 꼭 담아보고 싶었던 "스퍼터링"을 녹슨 체인의 윤활제로 삼아 멈춰있던 바퀴를 다시 굴려본다.1. 스퍼터링(Sputtering)스퍼터링은 높은 운동량 & 높은 운동에너지를 가진 입자가 물체에 충돌함에 따라 표면을 구성하는 원자나 분자들이 떨어져나오는 현상으로, 충돌입자의 에너지가 표면을 구성하는 원자/분자의 결합에너지보다 커야만 스퍼터링이 일어날 수 있다. 원자/분자의 결합 에너지는 수 eV에 달하는데, 대기중의 중성입자로서는 감히 다.. 2024. 4. 17. 12. 홀추력기: 이름의 기원과 작동 원리 <작성중> 홀추력기는 2010년 경부터 가장 많이 쓰이는 전기추력기로 등극하였다. 가장 많이 쓰이는 데는 그만한 이유가 있을터. 이번에는 홀추력기를 세 개의 시리즈 글로 나누어 소개하며 홀추력기를 파훼해보자. 이번 글에서는 홀추력기라는 이름의 기원과 작동 원리를 알아본다. 1. 홀추력기 이름의 기원과 작동 원리2. 홀추력기의 성능 및 활용3. 홀추력기의 물리적 특성1. 이름의 기원A) 홀효과 (Hall-effect)홀추력기의 영문명은 Hall-effect thruster 직역하면 '홀효과 추력기'인데, Hall thruster 한글로는 '홀추력기'로 줄여부르는 게 일반적이다. Hall-effect는 전류가 흐르는 도체에 자기력선이 지나는 환경에서 전기장과 자기장 모두에 수직인 방향으로 전위차가 발생하는 현상으로,.. 2023. 10. 3. 11. 홀추력기와 이온추력기: 맛보기 2020년대 들어 우주산업은 폭발적으로 성장하고 있다. 특히 위성기술에 있어서는 러시아-우크라이나 전쟁이 발발함에 따라 인공위성이 갖는 전략적 가치가 공공연히 드러났으며, SpaceX나 Blue Origin 등 거대 기업들이 위성사업에 진출하여 서비스를 개시해 수익을 실현하거나 사업을 가시화하며 위성기술이 우리의 삶에 가까이 다가와 있음을 피부로 느끼게 하고있다. 1. 우주추진에 있어 홀추력기와 이온추력기의 입지 인공위성이 관측 및 통신 성능을 끌어올리고 위성수명을 늘리기 위해서는 원하는 궤도에 위성을 위치시킬 수 있는 추진장치가 필요하다. 인공위성이 지구궤도를 유유히 도는 동안 희박하게나마 존재하는 기체에 의한 마찰력, 완벽한 구형이 아닌 지구로 인한 중력의 불균형, 달이 지구를 공전하며 발생하는 중력.. 2023. 8. 12. 10. 플라즈마 진단: 이온속도분포 측정 - Laser Induced Fluorescence (LIF) Spectroscopy 플라즈마 밀도가 높은 곳에 probe를 삽입하면 많은 수의 이온과 전자가 지나쳐야 할 길목을 가로막게 되며 probe에 충돌하는데, 이는 설연휴 정체구간에서 교통 경찰이 차선을 점거한 채 통행량을 파악하는 상황에 견줄만한 상황이다. 따라서 RPA, Faraday probe와 같이 크기가 큰 진단장치는 전기추력기와 멀리 떨어진 플라즈마 밀도가 낮은 곳으로 측정 영역이 제한된다. 플라즈마 발생 및 이온 가속 영역은 추력의 근원이 될 뿐 아니라 복잡한 물리현상이 혼재된 곳이므로, 전기추력기 연구자들이 두눈에 쌍불을 켜고 바라보는 주요 관심 영역이다. 이 두 영역은 플라즈마 밀도가 가장 높은 곳이므로 어떤 현상이 일어나는지 알고싶다면 지당하게도 왜곡을 최소화하는 플라즈마 진단장치를 사용해야 하는데, 왜곡을 최소.. 2023. 7. 9. 8. 플라즈마 진단: 이온에너지분포 측정 - Retarding Potential Analyzer (RPA) 전기추력기, 즉, 플라즈마 추력기는 고에너지(=고속)의 이온을 분출함으로써 높은 비추력으로 추력을 발생시키는 우주추진 장치이다. 그렇다면 이온의 에너지는 얼마나 높을까? 분출되는 이온이 100개라면 100개 모두 같은 에너지를 가질까? 이러한 질문에 답하기 위해서는 이온에너지분포를 측정해야하는데, 이 때 쓰이는 플라즈마 진단장치가 바로 오늘 소개할 Retarding Potential Analyzer (RPA)다.(진단장치 게시글은 다른 글보다 난이도가 높으니 유의)전기추력기는 이온을 분출하는만큼 전자 또한 방출한다. 따라서 이온의 물리적 특정을 파악하고자 할 때는 전자에 의한 효과를 배제해야하는데, 마찬가지로 이온에너지분포를 측정하는 RPA 또한 전자가 신호로 수집되는 것을 차단해 이온전류만을 선택적으로.. 2023. 6. 10. 6. 전기추력기 지상시험시설의 조건: Ion beam dump 이번 글은 "전기추력기 지상시험시설의 조건" 시리즈의 마지막 게시글이다.전기추력기 수명시험에 있어 중요한 Ion beam dump에 관해 알아보자. 전기추력기 지상시험시설의 조건1. 우주환경을 모사하는 높은 진공도2. 큰 electric potential boundary 3. Ion beam dump3. Ion beam dump전기추력기를 우주에서 사용하는 경우, 추력기로부터 분출된 이온이 광활한 진공의 공간을 끝없이 비행한다. 하지만 대기가 존재하는 지구에서 사용하는 경우에는, 수십 km/s 로 가속된 이온들이 전기추력기를 빠져나온지 0.1초도 채 지나지 않아 진공챔버의 벽면과 충돌하며 벽으로부터 전자를 흡수함으로써 중성입자가 된다. 고속의 이온이 에너지를 잃는 과정에서 벽면에서는 분자가 떨어져나가는.. 2023. 2. 27. 이전 1 2 다음
