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Forschungsschwerpunkte

Die AG Ionentriebwerke erforscht skalierbare RIT-Antriebe, Neutralisatoren, alternative Treibstoffe sowie hochpräzise Diagnostikmethoden. Weitere Schwerpunkte sind Air-Breathing Electric Propulsion, Kalibrierstandards, realitätsnahe Plasmasimulationen für LEO-Anwendungen und Miniaturantriebe auf MEMS-Basis.

Skalierung der RIT-Technologie

  • Weiterentwicklung der RIT-Technologie vom Mikro- bis zum Hochleistungs-Triebwerk

Hochfrequenz-Ionentriebwerk

Neutralisation und alternative Treibstoffe

  • Entwicklung von Hohl- und Planarkathoden sowie RF-Neutralisatoren für zuverlässige Ladungsneutralisation
  • Erforschung und Qualifikation alternativer Treibstoffe (Iod, Krypton, Argon u. a.) hinsichtlich Plasmaverhalten, Systemintegration und Langzeitstabilität

Diagnostikverfahren

  • Strahldiagnostik zur Bestimmung von 
    • Ionenstromdichteprofilen
    • Ionenstromenergien
    • Strahlkompositionen
  • Optische Emissionsspektroskopie (OES)
  • RF-kompensierte Langmuir-Sonden zur Bestimmung von
    • Elektronentemperaturen
    • Plasma- und Floatingpotentialen
    • Ionen- und Elektronensättigungsströmen
  • THz-Time-Domain-Spectroscopy zur Bestimmung von Plasmaparametern
  • Massenspektrometrie mittels
    • magnetischen Sektorfeldern
    • Time-of-Flight-Messungen
  • Schubwaagen

RIT-Triebwerk im Betrieb

Kalibrierstand für Diagnostiksysteme

  • Standardisierung von Diagnostikmethoden wie Retarding Potential Analyzern (RPA) und Faraday-Cups
  • Einsatz einer Festkörper-Ionenquelle zur reproduzierbaren Erzeugung monoenergetischer Ionenstrahlen

Air-Breathing Electric Propulsion (ABEP)

  • RIT-Konzepte für den Betrieb mit O2/N2 und anderen reaktiven Spezies aus der Restatmosphäre
  • Entwicklung von Intake-Systemen zur Partikeleinsammlung in sehr niedrigen Erdumlaufbahnen (VLEO)

Partikelfluss-Generator

  • Realitätsnahe Simulation orbitaler Umgebungsbedingungen zur Antriebs- und Materialcharakterisierung
  • Besonderer Fokus liegt auf der Erzeugung atomarer Sauerstoffstrahlen für LEO-Simulationen

Miniaturisierte elektrische Antriebe

MEMS-Emitter