Vacuümapparatuur voor simulatie en testen van ruimtetoepassingen

Ruimtemissies behoren tot de duurste onderzoeksprojecten van de mensheid en kunnen al snel miljarden euro's kosten. Om ervoor te zorgen dat de bijbehorende componenten ook functioneren in de vacuümomstandigheden die in de ruimte heersen, worden ze technisch gegenereerd met geschikte pompen en systemen op aarde. Leybold levert hiervoor de technologie als holistische aanbieder - tot aan ultrahoog vacuüm toe.

De productoplossingen ondersteunen de ontwikkeling, productie en testen van ruimtevaartuigen, satellieten en ruimtetechnologieën. De gestandaardiseerde en specifieke systeemoplossingen met geïntegreerde voorvacuüm- en hoogvacuümpompen zijn individueel afgestemd op de respectieve vereisten.

Ruimteaandrijving voor ruimtevaartuigen

Een groeiende toepassing is bijvoorbeeld het simuleren en testen van op de ruimte gebaseerde elektrische voortstuwingssystemen voor ruimtevaartuigen. Hiervoor worden geïoniseerde gasdeeltjes versneld door een elektrisch veld. Moderne ionenmotoren genereren een gasstroom van 0,1 naar 10 mg / s. Voor het handhaven van een goed hoog vacuüm met deze substantiële stroom in de testkamers is een zeer hoge pompsnelheid vereist, vaak in het bereik van 10.000 tot 100.000 l / s.

De experimentele kamersystemen die nodig zijn om de ruimtecondities te creëren, bestaan ​​in alle maten: van enkele liters voor het testen van kleine objecten zoals printplaten tot enkele duizenden m³ om de geschiktheid voor ruimtevaart van complete ruimteschepen te bewijzen. Het edelgas xenon is het zwaarste stabiele edelgas en wordt in de meeste gevallen gebruikt voor ionenstuwraketten vanwege de hoge resulterende stuwkracht.

Vacuümzuignappen vervoeren veilig goederen verpakt in folie

Het voordeel van een grote aandrijfmassa is een grote uitdaging voor vacuümpompen. Een van de redenen is de slechte thermische geleidbaarheid van xenongas, wat leidt tot kritische temperatuurstijgingen in gasoverdrachtsvacuümpompen zoals turbomoleculaire pompen. Bovendien zouden veel grote turbomoleculaire pompen nodig zijn om de vereiste hoge pompsnelheid te bereiken.

Voor het verpompen van xenongas

Leybold heeft een geoptimaliseerde en eenvoudige cryogene oplossing voor xenonpompen ontwikkeld. De sterke eentraps koude koppen van het Gifford-McMahon-type dragen metalen platen die het xenongas condenseren met een pompsnelheid aan de rand van de theoretische limiet.

Omdat het voorafgaand aan het testen van een ionenmotor noodzakelijk is om een ​​einddruk te bereiken in het bereik van 10-5 Pa - ver onder de procesdruk - om resterende gassen zoals stikstof, zuurstof, enz. Te verwijderen, vereisen deze toepassingen ook een overeenkomstig krachtig systeem van pre- en hoogvacuümpompen. De druk moet gedurende het gehele testproces met geschikte instrumenten worden geregeld. Leybold levert de volledige benodigde technologie en optimaliseert advies en calculatief ontwerp van de systemen vanuit één bron.

Hoogvacuüm, ultrahoogvacuüm en extreem hoogvacuüm

De vraag naar dergelijke vacuümtestkamers neemt toe naarmate het aantal xenon-ion-motoren voor verschillende ruimtemissies toeneemt. Flexibiliteit en time-to-market worden dus een essentiële factor voor het succes van deze missies.