Messung elektromagnetischer Störaussendung von elektrischen Raumfahrttriebwerken im Betrieb

Abstract

Elektromagnetische Verträglichkeit (EMV) ist eine Anforderung für alle Geräte, die Elektrizität verwenden, und daher auch ein wichtiges Thema für Raumfahrtaktivitäten. Dies gilt auch für elektrische Triebwerke, eine beliebte Option für Satellitenantriebe. Da diese Systeme in der Regel nur im Vakuum betrieben werden können, ist die Untersuchung ihrer EMV während des Betriebs eine Herausforderung. Um diese Untersuchungen zu ermöglichen, wurden an der Justus-Liebig-Universität (JLU) in Gießen zwei Anlagen gebaut. Die eine basiert auf einer Absorberkammer (engl. SAC), die andere auf einem alternativen Ansatz, der Modenverwirbelungskammer (engl. RVC). Der Schwerpunkt liegt dabei auf der Messung von gestrahlten Emissionen (engl. RE), einer speziellen Unterkategorie der EMV. In dieser Dissertation werden der Aufbau dieser Anlagen, die ersten Ergebnisse der RE-Messungen und deren wissenschaftlicher Kontext vorgestellt. Messungen mit einem sogenannten "pulsed plasma thruster" (PPT) werden zum Vergleich der SAC- und RVC-Ansätze genutzt. Zusätzliche Untersuchungen an einem Elektronen-Zyklotronresonanz Triebwerk (engl. ECRT) zeigen, dass physikalische Prozesse im Triebwerksplasma ein breitbandiges elektromagnetisches Rauschen ausstrahlen. Effekte, die ein solches Rauschen erzeugen, wurden in anderen Veröffentlichungen identifiziert und sind hier aufgeführt, um die Beobachtungen einzuordnen. Ein langfristiges Ziel an der JLU ist es, weitere elektrische Raumfahrtantriebe zu untersuchen, um ein tieferes Verständnis der zugrunde liegenden Physik zu erlangen und die Triebwerke im Hinblick auf ihre EMV einzuordnen.