EP3129653B1 - Ionenantrieb und verfahren zum betreiben eines ionenantriebs - Google Patents

Ionenantrieb und verfahren zum betreiben eines ionenantriebs Download PDF

Info

Publication number
EP3129653B1
EP3129653B1 EP15713161.6A EP15713161A EP3129653B1 EP 3129653 B1 EP3129653 B1 EP 3129653B1 EP 15713161 A EP15713161 A EP 15713161A EP 3129653 B1 EP3129653 B1 EP 3129653B1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
reservoir
ion
fuel
container
gaseous
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
EP15713161.6A
Other languages
English (en)
French (fr)
Other versions
EP3129653A1 (de
Inventor
Cheryl COLLINGWOOD
Patrick DIETZ
Waldemar GÄRTNER
Peter Klar
Peter KÖHLER
Peter R. Schreiner
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Justus Liebig Universitaet Giessen
Original Assignee
Justus Liebig Universitaet Giessen
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Justus Liebig Universitaet Giessen filed Critical Justus Liebig Universitaet Giessen
Publication of EP3129653A1 publication Critical patent/EP3129653A1/de
Application granted granted Critical
Publication of EP3129653B1 publication Critical patent/EP3129653B1/de
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03H—PRODUCING A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03H1/00—Using plasma to produce a reactive propulsive thrust
    • F03H1/0006—Details applicable to different types of plasma thrusters
    • F03H1/0012—Means for supplying the propellant

Definitions

  • the present invention relates to an ion drive for a spacecraft, in particular for a satellite. It also relates to a spacecraft, a method for operating an ion drive for a spacecraft, and the use of a diamondoid as fuel for an ion drive for a spacecraft, in particular for a satellite.
  • Electric engines are a key technology for the energy-efficient control and positioning of satellites. Such systems are superior to conventional chemical drives in many areas. In particular, due to their low weight and high jet speed, electric propulsion units are preferred for controlling and positioning satellites. In addition, the low mass of electric engines allows the payload of launch vehicles to be used efficiently.
  • ion drives such as RIT (Radiofrequency Ion Thruster), Hall, Kaufmann or HEMP (High Efficiency Multi Stage Plasma) ion drives, for satellites are known from the prior art.
  • a gas is ionized (plasma formation) and accelerated by means of electrical and / or magnetic fields.
  • the ions are accelerated to generate a propulsive force, also called thrust, for the satellite expelled and then neutralized.
  • thrust propulsive force
  • the noble gas xenon is preferably used as fuel here, since it has a relatively high atomic mass of 131 u (atomic mass unit, also called unified atomic mass unit ) and good discharge properties.
  • the first ionization potential of xenon is 12.13 eV.
  • xenon is a colorless, non-toxic and extremely inert monatomic gas. From the patent specification DE 10 2008 058 212 B4 an ion drive is known which is operated with the noble gas xenon.
  • Xenon as a fuel for ion engines has the disadvantage that it is very expensive. It can be assumed that with the increasing use of xenon - also in many other technological areas, not just in electric drive technology - the price of xenon will continue to rise in the future.
  • a first aspect of the present invention relates to an ion drive for a spacecraft, in particular for a satellite, comprising a reservoir with a propellant; an ionization chamber connected to the reservoir; a generator for generating an electrostatic, magnetostatic and / or electromagnetic field inside the ionization chamber, the field being suitable for ionizing the propellant; and a charge carrier accelerating system for generating an electric field suitable to accelerate the ionized propellant, the propellant containing a diamondoid.
  • the invention is based on the knowledge that other noble gases such as krypton or argon were tested as fuel and do not have the desired requirements, in particular the desired propulsion / thrust performance, since both atomic masses of krypton (83.8 u) and argon (39.9 u) are lower and the ionization potentials are higher than those of xenon.
  • Metals such as cesium or mercury are also unsuitable. Although cesium and mercury have relatively high atomic masses and comparatively low ionization potentials, they have the disadvantage that they are toxic and, when used, lead to disadvantageous metallic films on the spacecraft.
  • an ion drive which can be driven with a diamondoid.
  • Diamondoids are a group of polycyclic alkanes in which the carbon structure is comparable to the diamond structure.
  • diamondoids are proving to be particularly suitable for replacing xenon as a fuel in electric thrusters for spacecraft, which are based on the extraction of charged ions.
  • Diamondoids have a particularly advantageous combination of high atomic mass and low ionization potential. The invention thus enables the ion drive to be more efficient than the known drive systems described above.
  • a diamondoid as an alternative fuel is also inexpensive, non-toxic and inert.
  • Diamondoids come in a variety of modifications.
  • the most common general formula for diamondoids is C 4 n +6 H 4 n +12 (where n is from the series of natural numbers without zero).
  • the fuel comprises at least one from the following group of diamondoids: adamantane (C 10 H 16 ), diamond (C 14 H 20 ) and / or triamantane (C 18 H 24 ).
  • adamantane, diamantane and / or triamantane are used as fuel for the ion drive.
  • These embodiments have particularly good propellant properties for ion propulsion.
  • the atomic weight of adamantane is 136.2 u, that of diamond 188 u and that of triamantane 240 u.
  • the atomic masses of all these exemplary embodiments are thus similar to or higher than the atomic mass of xenon (131.3 u).
  • adamantane, diamondane or triamantane then contribute similarly or more to the thrust of the ion drive.
  • the ionization properties of adamantane, diamondane or triamantane are also better than xenon as a fuel.
  • the ionization potential of adamantane is 9.2 eV, that of diamond 8.8 eV and that of triamantane 8.57 eV.
  • the efficiency of the ion drive can thus be improved.
  • Another advantage of these exemplary embodiments is that the second ionization stage in adamantane, diamondane or triamantane is so high that the occurrence of doubly positively charged modifications or even higher stages - as are common with xenon - is very unlikely.
  • adamantane forms the fuel for the ion drive.
  • the diamondoid is present as fuel in the reservoir in a solid aggregate state.
  • the fuel is stored in the reservoir in solid form, for example as a powder.
  • it In order to then make the fuel usable in this embodiment in the operating state of the ion drive, it must be converted into the gaseous phase.
  • the use of a diamondoid has proven to be particularly advantageous, because a diamondoid can be sublimated within the framework of the necessary phase transition conditions, in particular within the framework of the necessary temperatures. H. can be converted directly from a solid to a gaseous state of aggregation without the prior generation of a liquid phase.
  • adamantane, diamondane and / or triamantane can sublime from the solid state of aggregation to the gaseous state of aggregation in technically particularly suitable temperature intervals.
  • solid adamantane has a vapor pressure between 0.1 and 1 kPa in a temperature range between 24 ° C. and 85 ° C. Since the fuel is stored in the solid state of aggregation in the reservoir, it is advantageously possible to dispense with an expensive gas pressure tank / high pressure tank, which is essential for ion drives with xenon.
  • the reservoir comprises a container, in particular a vacuum-tight container.
  • the container is preferably formed as a low-pressure tank with a pressure and a temperature sensor, the pressure and temperature sensor being configured to detect a pressure value or a temperature value in the interior of the container, in particular in the interior of the low-pressure tank.
  • suitable means to regulate the pressure and temperature inside the container on the basis of these values.
  • the ion drive comprises a controllable heating device which is configured to apply an amount of heat to the container that is suitable for heating the fuel inside the container and converting it from the solid state to a gaseous state .
  • the heating device is formed as a heating wire which is wound around the container. If an electrical current flows through the heating wire, the electrical resistance in the heating wire converts electrical energy into thermal energy, which is then used to heat and sublime the solid fuel inside the container.
  • the ionization chamber is connected to the reservoir by means of a connecting line via a controllable valve, the valve being designed to control a mass or volume flow of the sublimed fuel through the connecting line.
  • a mass or volume flow of the gaseous diamondoid is controlled here.
  • the connecting line and the valve in the connecting line are connected to the heating device in such a way that the connecting line and / or the valve are heated so that the gaseous diamondoid does not resublimate in the connecting line.
  • the connecting line is wrapped with a heating wire.
  • the charge carrier acceleration system comprises three grids, in particular a first grating, a second grating arranged downstream of the first grating, and a third grating.
  • the first grid serves as a screen grid (plasma boundary anchor) and the second grid as an accelerator grid.
  • the third grid preferably forms a grounding grid, which is then at ground potential.
  • a high voltage for generating an electrostatic field can preferably be applied between the first and second grid by means of the high voltage source / high voltage supply. With the help of the electrostatic field, the positively ionized fuel can be accelerated.
  • the ionized propellant is withdrawn from the ionization chamber of the ion engine, the momentum of the ejected ionized beam transmitting a recoil to the spacecraft so that the spacecraft is accelerated.
  • HET Haten Effect Thruster
  • HEMP High Efficiency Multi Stage Plasma
  • a preferred embodiment provides an ion drive with a neutralizer.
  • the neutralizer is designed to neutralize the ionized propellant and to protect the spacecraft or the satellite from being electrically charged.
  • the neutralizer is designed, for example, in such a way that negative charge carriers, in particular electrons, are provided which, with the ejected, ionized fuel, result in a net charge and a net current of zero.
  • the neutralizer ensures that the spacecraft or satellite also has a net charge of zero.
  • a preferred development of the ion drive additionally comprises a control device which is in control connection with the controllable valve, the controllable heating device, the charge carrier acceleration system and the generator.
  • the control device is designed to control the heating device in such a way that a certain temperature is set at which the container is subjected to an amount of heat that is suitable for heating the fuel inside the container and from the solid state to the gaseous state to convict.
  • the connecting line and the valve are also heated with the heating device, so that the gaseous diamondoid does not resublimate in the connecting line.
  • control device is designed to control the valve in such a way that a specific mass or volume flow of the sublimed, gaseous fuel is set through the connecting line.
  • the control device is also set up to control the generator for setting a specific power of the electrical and / or electromagnetic alternating field, suitable for the ionization of the fuel.
  • control device is configured to control the charge carrier acceleration system for the application of a specific high voltage for the generation of an electric field, suitable for the acceleration of the ionized fuel.
  • a second aspect of the invention relates to a spacecraft which comprises at least one ion drive according to the first aspect of the invention or one of its exemplary embodiments.
  • Spacecraft are understood here to mean all devices which are designed to be moved by means of a drive outside and / or in an upper region of the earth's atmosphere.
  • Such a spacecraft preferably has a number of ion drives for generating thrust in different directions.
  • a particularly economically important field of application of the invention - but without limiting the invention - is a spacecraft in shape a satellite, a device that was designed to take a desired orbit around a celestial body such as the earth.
  • space vehicles such as space shuttles can also be provided, which must also be maneuverable outside or in the upper region of the earth's atmosphere.
  • a third aspect of the invention relates to a method for operating an ion drive for a spacecraft, in particular a satellite, with a reservoir comprising a propellant, an ionization chamber, a generator for generating an electrostatic, magnetostatic and / or electromagnetic field inside the ionization chamber; and a charge carrier acceleration system for generating an electric field
  • the propellant contains a diamondoid and the method comprises the following steps: converting the diamondoid in the reservoir from a solid state to a gaseous state; Directing the gaseous diamondoid from the reservoir into the ionization chamber; Ionizing the gaseous diamondoid by means of the electrostatic, magnetostatic and / or electromagnetic field; and accelerating the ionized gaseous diamondoid by means of the electric field.
  • the method comprises ejecting the ionized gaseous diamondoid in order to generate a propulsion force for the spacecraft.
  • a preferred development of the method provides that the method includes heating the container by means of a controllable heating device, so that a temperature between 20 ° C and 250 ° C, preferably between 50 and 100 ° C and even more preferably between 62 and 85 Set ° C inside the container and a vapor pressure of the fuel between 0.1 and 100 kPa. Provision is preferably made here to regulate a vapor pressure of the fuel, in particular a mass flow, via an (evaporation) temperature of the fuel.
  • the charge carrier acceleration system is formed with a first, a second and a third grid, with a voltage in the range of 100 to 10,000 V on the first grid and a voltage in the range of +10000 to -2000 V and a voltage in the range from -500 to +500 V can be applied to the third grid.
  • a preferred development of the method provides that the method includes generating the electrostatic, magnetostatic and / or electromagnetic field with a power between 1 W and 1 MW.
  • One embodiment preferably provides that the ionization chamber is connected to the reservoir by means of a connecting line via a controllable valve and the method additionally includes controlling the controllable valve in the connecting line, so that a mass or volume flow of the gaseous diamondoid between 0.001 sccm and 1000 sccm.
  • the connecting line and the valve are designed to be heatable, so that the gaseous diamondoid does not resublimate in the connecting line.
  • An advantageous embodiment relates to a method for operating an ion drive according to the first aspect of the invention or one of the preferred exemplary embodiments.
  • a fourth aspect of the invention relates to a use of a diamondoid, in particular adamantane (C 10 H 16 ), diamond (C 14 H 20 ) and / or triamantane (C 18 H 24 ), as fuel for an ion drive for a spacecraft, in particular one Satellites.
  • the use of diamondoid according to the invention thus replaces xenon as a fuel for ion drives.
  • Diamantoids, especially adamantane, diamond or triamantane have the unique combination of high atomic mass and low ionization potential.
  • the use according to the invention of a diamondoid as a propellant for ion propulsion thus allows an increased degree of efficiency of the ion propulsion.
  • Diamondoid is also inexpensive, non-toxic and inert.
  • the Fig. 1 shows a schematic representation of a possible embodiment for an ion drive 1.
  • the ion drive 1 shown here comprises an ionization chamber 2 with a chamber housing 2.1, the chamber housing 2.1 having an inlet 3 for introducing neutral gaseous fuel 10.2 into the ionization chamber 2 and an outlet 7 for ejection of ionized gaseous fuel 10.3 from the ionization chamber 2.
  • the ion drive 1 comprises a reservoir 11 with a fuel 10, the fuel 10 in the reservoir 11 preferably being present as a neutral solid fuel 10.1.
  • the ionization chamber 2 and the reservoir 11 are connected by means of a gas-tight connecting line 4.1, in which a valve 4.2 is arranged. With the valve 4.2 open, fuel can be fed from the reservoir 11 into the ionization chamber 2 via the connecting line 4.1 and the inlet 3, which fuel is then ionized in the ionization chamber 2.
  • the ionization chamber 2 is wrapped with a coil 5 which is connected to a high-frequency generator 6.
  • an alternating electromagnetic field 14 can be generated in the interior of the ionization chamber 2 to ionize the fuel introduced.
  • a capacitor (not shown) can also be provided, with which an electric field, in particular an alternating field, can be generated. It can also be provided here to superimpose an electrostatic, a magnetostatic and an electromagnetic field, in particular an alternating field, for ionizing the fuel introduced.
  • An outlet 7 is provided at an end of the ionization chamber 2 opposite the inlet 3.
  • a charge carrier acceleration system 8 comprising a first, second and third grid 8.1, 8.2 and 8.3 adjoins the outlet 7.
  • the first grid 8.1 is preferably as a screen grid (plasma boundary anchor) and the second grid 8.2 as an acceleration grid is formed.
  • the third grid is designed as a braking grid. In an alternative embodiment (not shown), the third grid can also be dispensed with.
  • a high voltage for generating an electrostatic field 15 can be applied between the first and second grids 8.1, 8.2 by means of a high voltage supply 13. In a further alternative embodiment (not shown) the electrostatic field is generated without a grid system.
  • the ion drive 1 comprises a neutralizer 9.
  • the neutralizer 9 is configured so that it can provide and eject charge carriers, in particular electrons, which then fly with the ejected ionized fuel and neutralize it.
  • the neutralizer 9 can be arranged in the vicinity of the outlet 7 of the ionization chamber 2.
  • the ion drive 1 further comprises a controllable heating device 12, for example a heating wire, which wraps around the reservoir 11, in particular the container 11.1.
  • the heating device 12 is configured in such a way that the reservoir 11, in particular the container 11, which is preferably designed as a vacuum-tight container, in particular as a stainless steel container, is subjected to an amount of heat Q so that the solid fuel is heated inside the container .
  • the fuel 10 here comprises a diamondoid, in particular adamantane, diamantane and / or triamantane, these being present in the reservoir 11 in the solid state of aggregation 10.1.
  • the fuel 10 is heated in the interior of the container 11.1, so that the diamondoid is sublimated from the solid physical state 10.1 into a gaseous physical state 10.2.
  • the gaseous diamondoid 10.2 in particular the gaseous adamantane, diamondane and / or triamantane, is then fed to the inlet 3 of the ionization chamber 2 via the connecting line 4.1 and the controllable valve 4.2.
  • the controllable valve 4.1 in the connecting line 4.2 is designed such that a desired mass or volume flow of the gaseous diamondoid can be set.
  • the ion drive 1 also comprises a control device 16 which, with the controllable valve 4.2, the controllable heating device 12, the charge carrier acceleration system 8 and the high-frequency generator 6 is connected in terms of control technology in such a way that the ion drive 1 can be operated automatically and independently.
  • the control device is designed to control the heating device in such a way that a certain temperature can be set at which the container is subjected to an amount of heat that is suitable for heating the fuel inside the container and converting it from the solid state to the gaseous state .
  • the control device is designed to control the valve in such a way that a specific mass or volume flow of the sublimed, gaseous fuel can be set through the connecting line.
  • the control device is also set up to control the high-frequency generator for setting a specific power of the electrical and / or electromagnetic alternating field, suitable for the ionization of the fuel.
  • the control device is also configured to control the charge carrier acceleration system in order to apply a specific high voltage to generate an electric field suitable for accelerating the ionized fuel.
  • FIG. 11 shows a schematic flow diagram for a method for operating an ion drive, as it is, for example, in FIG Fig. 1 is shown and described.
  • the reservoir in particular the container, is first heated with a solid diamondoid by means of a controllable heating device 21.
  • the container is exposed to an amount of heat Q so that temperatures between 20 and 250 ° C, preferably between 50 and 90 ° C and more preferably set between 62 and 85 ° C inside the container.
  • temperatures between 62 and 85 ° C are set inside the container.
  • the applied amount of heat Q which is provided by the heating 21, the solid-like diamondoid in the reservoir is converted from a solid state of aggregation into a gaseous state of aggregation. This process step is also referred to as sublimation 22.
  • the gaseous diamondoid is passed into the ionization chamber via a connecting line and a correspondingly designed valve for controlling a mass or volume flow of the gaseous diamondoid in the connecting line Then the gaseous diamondoid is ionized by means of an electrical and / or electromagnetic alternating field 24. After the ionization 24 the ionized diamondoid is accelerated 25 by means of an electrostatic field and then ejected from the ionization chamber 26 to generate a thrust for the spacecraft of the escaping, ionized diamondoid transferred to the spacecraft, so that the spacecraft is accelerated.
  • Fig. 3 shows a simulation for a comparison of the efficiency of an ion drive that is operated with different fuels, in this case xenon (Xe), adamantane, diamondane or triamantane.
  • Fig. 4 shows a performance comparison for an ion drive with different extraction currents, the ion drive being operated once with xenon and another time with adamantane as fuel.
  • the performance data of the ion drive ie the power fed into the generator as a function of the gas flow, were tested with an RF ion source.
  • a 3-grid system was used here, with a positive high voltage of 1250 V on the first grid and a negative voltage of -150 V on the second grid.
  • the third grid was at earth potential.
  • the extraction currents, the coupled radio frequency power and the gas flow were measured.
  • the graphs 41 and 42 show the dependence of the power on the gas flow with a fixed extraction current of 7.5 mA once (for graph 41) and another time of 10 mA (for graph 42), with xenon being used as fuel for the ion drive.
  • graphs 43 and 44 show the dependence of the power on the gas flow for a fixed extraction current of 7.5 mA (for graph 43) and of 10 mA (for graph 44), this time adamantane being used as the fuel for the ion drive.
  • the Fig. 5 shows a schematic representation of the structure of the three simplest diamondoids, namely adamantane, diamondane and triamantane.

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma Technology (AREA)
  • Electron Sources, Ion Sources (AREA)

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft einen lonenantrieb für ein Raumfahrzeug, insbesondere für einen Satelliten. Sie betrifft weiterhin ein Raumfahrzeug, ein Verfahren zum Betreiben eines lonenantriebs für ein Raumfahrzeug, sowie eine Verwendung eines Diamantoids als Treibstoff für einen lonenantrieb für ein Raumfahrzeug, insbesondere für einen Satelliten.
  • Eine Schlüsseltechnologie für die energieeffiziente Steuerung und Positionierung von Satelliten sind elektrische Triebwerke. Derartige Systeme sind konventionellen chemischen Antrieben in vielen Bereichen überlegen. Insbesondere auf Grund ihres geringen Gewichts sowie der hohen Strahlgeschwindigkeit werden elektrische Triebwerke bevorzugt für die Steuerung und Positionierung von Satelliten eingesetzt. Darüber hinaus erlaubt die geringe Masse elektrischer Triebwerke die Nutzlast von Trägerraketen effizient auszunutzen.
  • Elektrische Antriebssysteme, insbesondere lonenantriebe wie zum Beispiel RIT-(Radiofrequency Ion Thruster), Hall-, Kaufmann- oder HEMP- (High Efficiency Multi Stage Plasma) Ionenantriebe, für Satelliten sind aus dem Stand der Technik bekannt. Bei den bekannten Antriebssystemen/Ionenantrieben wird ein Gas ionisiert (Plasmabildung) und mittels elektrischer und/oder magnetischer Felder beschleunigt. Um eine Antriebskraft, auch Schub genannt, für den Satelliten zu erzeugen, werden die beschleunigten Ionen ausgestoßen und anschließend neutralisiert. Beim Ausstoßen des beschleunigten Gases wird ein Impuls auf den Satelliten übertragen und erzeugt so einen Rückstoß.
  • Bevorzugt wird hierbei das Edelgas Xenon als Treibstoff verwendet, da es eine relativ hohe Atommasse von 131 u (atomare Masseneinheit, auch unified atomic mass unit genannt) und gute Entladungseigenschaften aufweist. Das erste lonisierungspotential von Xenon liegt bei 12,13 eV. Darüber hinaus ist Xenon ein farbloses, nicht toxisches und äußerst reaktionsträges einatomiges Gas. Aus der Patentschrift DE 10 2008 058 212 B4 ist ein lonenantrieb bekannt, welcher mit dem Edelgas Xenon betrieben wird.
  • Xenon als Treibstoff für lonenantriebe hat jedoch den Nachteil, dass es sehr teuer ist. Es ist davon auszugehen, dass mit zunehmender Verwendung von Xenon - auch in vielen anderen Technologiebereichen, nicht nur in der elektrischen Antriebstechnologie - der Preis für Xenon in der Zukunft weiter steigen wird.
  • Es besteht daher ein Bedarf an einer kostengünstigen Alternative, insbesondere an einem Treibstoff für Ionenantriebe, der vergleichbare oder sogar bessere Antriebsleistungen aufweist und darüber hinaus kostengünstiger ist.
  • Es wird deshalb stetig nach neuen Treibstoffen für lonenantriebe geforscht. So wird beispielsweise in der Patentschrift US 6,609,363 B1 vorgeschlagen, lod als Treibstoff für lonenantriebe zu verwenden. Auch lod hat sich jedoch als nachteilig erwiesen, da es starke korrosive Eigenschaften aufweist und somit zu Beschädigungen am Triebwerk und Raumfahrzeug führt.
  • Aus der Patentschrift US 5,239,820 A ist ein lonenantrieb bekannt, welcher mit Fullerenen betrieben wird.
  • Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung betrifft einen lonenantrieb für ein Raumfahrzeug, insbesondere für einen Satelliten, umfassend ein Reservoir mit einem Treibstoff; eine Ionisationskammer, die mit dem Reservoir verbunden ist; einen Generator zur Erzeugung eines elektrostatischen, magnetostatischen und/oder elektromagnetischen Feldes im Inneren der Ionisationskammer, wobei das Feld geeignet ist, den Treibstoff zu ionisieren; und ein Ladungsträgerbeschleunigungssystem zur Erzeugung eines elektrischen Feldes, das geeignet ist, den ionisierten Treibstoff zu beschleunigen, wobei der Treibstoff ein Diamantoid enthält.
  • Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, dass andere Edelgase wie zum Beispiel Krypton oder Argon als Treibstoff getestet wurden und nicht die gewünschten Anforderungen, insbesondere die gewünschten Antriebs-/Schubleistungen, aufweisen, da sowohl die atomaren Massen von Krypton (83,8 u) und Argon (39,9 u) niedriger als auch die Ionisierungspotentiale höher als bei Xenon sind. Auch Metalle wie zum Beispiel Cäsium oder Quecksilber sind ungeeignet. Cäsium und Quecksilber weisen zwar relativ hohe Atommassen und vergleichsweise niedrige lonisationspotentiale auf, bergen aber den Nachteil, dass sie toxisch sind und bei ihrer Verwendung zu nachteiligen, metallischen Filmen auf dem Raumfahrzeug führen.
  • Erfindungsgemäß wird demgegenüber ein lonenantrieb bereitgestellt, der mit einem Diamantoid antreibbar ist. Diamantoide sind eine Stoffgruppe von polycyclischen Alkanen, bei denen das Kohlenstoffgerüst vergleichbar der Diamantenstruktur ist.
  • Diamantoide erweisen sich bemerkenswerter Weise als besonders geeignet, Xenon als Treibstoff in elektrischen Triebwerken für Raumfahrzeuge, die auf der Extraktion geladener Ionen basieren, zu ersetzen. Diamantoide weisen eine besonders vorteilhafte Kombination von hoher Atommasse und niedrigem lonisierungspotential auf. Damit ermöglicht die Erfindung eine erhöhte Effizienz des lonenantriebs gegenüber den eingangs beschriebenen bekannten Antriebssystemen. Auch ist ein Diamantoid als Alternativtreibstoff kostengünstig, nicht toxisch und reaktionsträge.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Ionenantriebs beschrieben.
  • Diamantoide treten in einer Vielzahl von Modifikationen auf. Die gängigste allgemeinen Summenformel für Diamantoide ist C4n+6H4n+12 (wobei n aus der Reihe der natürlichen Zahlen ohne Null ist).
  • Bevorzugt sieht eine Ausgestaltung vor, dass der Treibstoff wenigstens einen aus der folgenden Gruppe von Diamantoiden umfasst: Adamantan (C10H16), Diamantan (C14H20) und/oder Triamantan (C18H24). Bei dieser Ausgestaltung werden Adamantan, Diamantan und/oder Triamantan als Treibstoff für den lonenantrieb eingesetzt. Diese Ausführungsformen weisen besonders gute Treibstoffeigenschaften für einen lonenantrieb auf. So beträgt das Atomgewicht von Adamantan 136,2 u, das von Diamantan 188 u und das von Triamantan 240 u. Die Atommassen aller dieser Ausführungsbeispiele sind damit ähnlich oder höher als die Atommasse von Xenon (131.3 u). Entsprechend ihren Atommassen tragen Adamantan, Diamantan oder Triamantan dann ähnlich oder höher zur Schubleistung des lonenantriebs bei. Auch die lonisationseigenschaften von Adamantan, Diamantan oder Triamantan sind gegenüber Xenon als Treibstoff besser. Das lonisationspotential von Adamantan beträgt 9.2 eV, das von Diamantan 8,8 eV und das von Triamantan 8.57 eV. Gegenüber dem lonisationspotential von Xenon, welches bei 12.13 eV liegt, kann somit die Effizienz des lonenantriebs verbessert werden. Ein weiterer Vorteil dieser Ausführungsbeispiele liegt darin, dass die zweite lonisationsstufe bei Adamantan, Diamantan oder Triamantan so hoch liegt, dass das Auftreten von doppelt positiv geladenen Modifikationen oder gar noch höheren Stufen - wie sie bei Xenon üblich sind - sehr unwahrscheinlich ist.
  • Gemäß einem derzeit besonders bevorzugten Ausführungsbeispiel bildet Adamantan den Treibstoff für den Ionenantrieb.
  • Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung ist vorgesehen, dass das Diamantoid als Treibstoff im Reservoir in einem festen Aggregatzustand vorliegt. Bei dieser Ausgestaltungsform wird der Treibstoff also in fester Form, beispielsweise als Pulver, im Reservoir gespeichert. Um den Treibstoff in dieser Ausführungsform dann im Betriebszustand des lonenantriebs verwendbar zu machen, muss er in die gasförmige Phase überführt werden. Auch hier hat sich die Verwendung eines Diamantoids als besonders vorteilhaft erwiesen, denn ein Diamantoid kann im Rahmen der notwendigen Phasenumwandlungsbedingungen, insbesondere im Rahmen der notwendigen Temperaturen, durch Sublimation, d. h. ohne das vorherige Erzeugen einer flüssigen Phase, direkt von einem festen in einen gasförmigen Aggregatszustand überführt werden. Insbesondere Adamantan, Diamantan und/oder Triamantan können in technisch besonders geeigneten Temperaturintervallen vom festen Aggregatzustand in den gasförmigen Aggregatzustand sublimieren. Beispielsweise weist feststoffförmiges Adamantan in einem Temperaturbereich zwischen 24 °C und 85 °C einen Dampfdruck zwischen 0,1 und 1 kPa auf. Da der Treibstoff im Reservoir im festen Aggregatzustand gespeichert ist, kann vorteilhafterweise auf einen aufwendigen Gasdrucktank/Hochdrucktank, welcher bei lonenantrieben mit Xenon unerlässlich ist, verzichtet werden.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass das Reservoir einen Behälter, insbesondere einen vakuumdichten Behälter, umfasst. Diese Ausgestaltung erlaubt es den Ionenantrieb konstruktiv einfacher und kostengünstiger herzustellen. Bevorzugt ist der Behälter als ein Niederdrucktank mit einem Druck- und einem Temperatursensor gebildet, wobei der Druck- und Temperatursensor konfiguriert sind, einen Druckwert bzw. einem Temperaturwert im Inneren des Behälters, insbesondere im Inneren des Niederdrucktanks, zu erfassen. Darüberhinaus besteht dann die Möglichkeit, auf Basis dieser Werte, Druck und Temperatur im Inneren des Behälters mit geeigneten Mitteln zu regeln.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung ist vorgesehen, dass der lonenantrieb eine steuerbare Heizvorrichtung umfasst, die konfiguriert ist, den Behälter mit einer Wärmemenge zu beaufschlagen, die geeignet ist, den Treibstoff im Inneren des Behälters zu erwärmen und von dem festen Aggregatzustand in einen gasförmigen Aggregatzustand zu überführen. In einem Beispiel einer solchen Ausgestaltung ist die Heizvorrichtung als ein Heizdraht gebildet, welcher um den Behälter gewickelt ist. Fließt durch den Heizdraht ein elektrischer Strom, so wird auf Grund des elektrischen Widerstandes im Heizdraht elektrische Energie in Wärmeenergie gewandelt, die dann verwendet wird, um den festen Treibstoff im Inneren des Behälters zu erwärmen und zu sublimieren.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung sieht vor, dass die Ionisationskammer mit dem Reservoir mittels einer Verbindungsleitung über ein steuerbares Ventil verbunden ist, wobei das Ventil ausgebildet ist, einen Massen- oder Volumenstrom des sublimierten Treibstoffs durch die Verbindungsleitung zu steuern. Hierbei wird also ein Massen- oder Volumenstrom des gasförmigen Diamantoids gesteuert. In einer Ausgestaltung ist vorgesehen, dass die Verbindungsleitung und das Ventil in der Verbindungsleitung mit der Heizvorrichtung in Verbindung stehen, derart, dass die Verbindungsleitung und/oder das Ventil beheizt werden, so dass das gasförmige Diamantoid nicht in der Verbindungsleitung resublimiert. Beispielsweise ist hierbei die Verbindungsleitung mit einem Heizdraht umwickelt.
  • In einer Ausführungsform umfasst das Ladungsträgerbeschleunigungssystem drei Gitter, insbesondere ein erstes Gitter, ein dem ersten Gitter nachgeordnetes zweites Gitter und ein drittes Gitter. In einer bevorzugten Ausführungsform dieser Art dient das erste Gitter als ein Schirmgitter (Plasmagrenzanker) und das zweite Gitter als ein Beschleunigungsgitter. Das dritte Gitter bildet bevorzugt ein Erdungsgitter, welches dann auf dem Erdpotential liegt. Zwischen dem ersten und zweiten Gitter ist bevorzugt mittels der Hochspannungsquellen/Hochspannungsversorgung eine Hochspannung zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes anlegbar. Mit Hilfe des elektrostatischen Feldes kann der positiv ionisierte Treibstoff beschleunigt werden. Der ionisierte Treibstoff wird aus der Ionisationskammer des lonenantriebes herausgezogen, wobei hierbei der Impuls des ausgestoßenen, ionisierten Strahls einen Rückstoß auf das Raumfahrzeug überträgt, so dass das Raumfahrzeug beschleunigt wird. Alternativ zu einem Ladungsträgerbeschleunigungssystem mit einem oder mehreren Gittersystemen können auch andere Antriebssysteme zum Einsatz kommen, wie zum Beispiel HET- (Hall Effect Thruster) oder HEMP- (High Efficiency Multi Stage Plasma) Antriebssysteme.
  • Eine bevorzugte Ausgestaltung sieht einen lonenantrieb mit einem Neutralisator vor. Der Neutralisator ist ausgebildet, den ionisierten Treibstoff zu neutralisieren und das Raumfahrzeug oder den Satelliten vor einer elektrischen Aufladung zu schützen. Der Neutralisator ist beispielsweise so ausgebildet, dass negative Ladungsträger, insbesondere Elektronen, bereitgestellt werden, die mit dem ausgestoßenen, ionisierten Treibstoff eine Netto-Ladung und einen Netto-Strom von Null ergeben. Zusätzlich wird durch den Neutralisator sichergestellt, dass auch das Raumfahrzeug oder der Satellit eine Nettoladung von Null aufweist.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung des lonenantriebs umfasst zusätzlich eine Steuervorrichtung, die mit dem steuerbaren Ventil, der regelbaren Heizvorrichtung, dem Ladungsträgerbeschleunigungssystem und dem Generator steuertechnisch in Verbindung steht. In dieser Ausgestaltungsform ist die Steuervorrichtung ausgebildet die Heizvorrichtung derart anzusteuern, so dass eine bestimmte Temperatur eingestellt wird, bei welcher der Behälter mit einer Wärmemenge beaufschlagt wird, die geeignet ist, den Treibstoff im Inneren des Behälters zu erwärmen und vom festen Aggregatzustand in den gasförmigen Aggregatzustand zu überführen. Hierbei kann bevorzugt vorgesehen sein, dass mit der Heizvorrichtung auch die Verbindungsleitung und das Ventil beheizt werden, so dass das gasförmige Diamantoid nicht in der Verbindungsleitung resublimiert. Weiter ist die Steuervorrichtung ausgebildet, das Ventil derart anzusteuern, dass ein bestimmter Massen- oder Volumenstrom des sublimierten, gasförmigen Treibstoffs durch die Verbindungsleitung eingestellt wird. Auch ist die Steuervorrichtung eingerichtet, den Generator zum Einstellen einer bestimmten Leistung des elektrischen und/oder elektromagnetischen Wechselfeldes, geeignet für die Ionisation des Treibstoffes, anzusteuern. Darüber hinaus ist die Steuervorrichtung konfiguriert, das Ladungsträgerbeschleunigungssystem zum Anlegen einer bestimmten Hochspannung für die Erzeugung eines elektrischen Feldes, geeignet für die Beschleunigung des ionisierten Treibstoffes, anzusteuern.
  • Ein zweiter Aspekt der Erfindung betrifft ein Raumfahrzeug, das mindestens einen lonenantrieb gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder einem seiner Ausführungsbeispiele umfasst. Unter Raumfahrzeugen werden vorliegend alle Vorrichtungen verstanden, die ausgebildet sind, mittels eines Antriebs außerhalb und/oder in einem oberen Bereich der Erdatmosphäre bewegt zu werden.
  • Bevorzugt hat ein solches Raumfahrzeug mehrere lonenantriebe zur Schuberzeugung in unterschiedlichen Richtungen. Ein wirtschaftlich besonders wichtiges Anwendungsfeld der Erfindung - aber ohne Einschränkung der Erfindung - ist ein Raumfahrzeug in Form eines Satelliten, also eine Vorrichtung, die für die Einnahme einer gewünschten Umlaufbahn um einen Himmelskörper wie die Erde konstruiert wurde. Es können jedoch auch andere Raumfahrzeuge wie Raumfähren vorgesehen sein, welche ebenfalls außerhalb oder im oberen Bereich der Erdatmosphäre manövrierbar sein müssen.
  • Ein dritter Aspekt der Erfindung betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines lonenantriebs für ein Raumfahrzeug, insbesondere einen Satelliten, mit einem Reservoir umfassend einen Treibstoff, eine Ionisationskammer, ein Generator zur Erzeugung eines elektrostatischen, magnetostatischen und/oder elektromagnetischen Feldes im Inneren der Ionisationskammer; und ein Ladungsträgerbeschleunigungssystem zur Erzeugung eines elektrischen Feldes, wobei der Treibstoff ein Diamantoid enthält und das Verfahren folgende Schritte aufweist: Überführen des Diamantoids im Reservoir von einem festen Aggregatzustand in einen gasförmigen Aggregatzustand; Leiten des gasförmigen Diamantoids von dem Reservoir in die Ionisationskammer; Ionisieren des gasförmigen Diamantoids mittels des elektrostatischen, magnetostatischen und/oder elektromagnetischen Feldes; und Beschleunigen des ionisierten gasförmigen Diamantoids mittels des elektrischen Feldes.
  • Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungsbeispiele des erfindungsgemäßen Verfahrens zum Betreiben eines lonenantriebs für ein Raumfahrzeug beschrieben.
  • Bei einer zweckmäßigen Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist vorgesehen, dass das Verfahren ein Ausstoßen des ionisierten gasförmigen Diamantoids zur Erzeugung einer Antriebskraft für das Raumfahrzeug umfasst.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Verfahren ein Heizen des Behälters mittels einer steuerbaren Heizvorrichtung aufweist, so dass sich eine Temperatur zwischen 20 °C und 250 °C, bevorzugt zwischen 50 und 100 °C und noch mehr bevorzugt zwischen 62 und 85 °C im Inneren des Behälters und ein Dampfdruck des Treibstoffes zwischen 0,1 bis 100 kPa einstellen. Hierbei ist es bevorzugt vorgesehen, einen Dampfdruck des Treibstoffes, insbesondere einen Massenfluss, über eine (Verdampfungs-)Temperatur des Treibstoffes zu regeln.
  • Bei einer vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens ist es vorgesehen, dass das Ladungsträgerbeschleunigungssystem mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Gitter gebildet ist, wobei an das erste Gitter eine Spannung im Bereich von 100 bis 10000 V, an das zweite Gitter eine Spannung im Bereich von +10000 bis -2000 V und an das dritte Gitter eine Spannung im Bereich von -500 bis +500 V angelegt werden.
  • Eine bevorzugte Weiterbildung des Verfahrens sieht vor, dass das Verfahren ein Erzeugen des elektrostatischen, magnetostatischen und/oder elektromagnetischen Feldes mit einer Leistung zwischen 1 W und 1 MW aufweist.
  • Bevorzugt sieht eine Ausgestaltung vor, dass die Ionisationskammer mit dem Reservoir mittels einer Verbindungsleitung über ein steuerbares Ventil verbunden ist und das Verfahren zusätzlich ein Ansteuern des steuerbaren Ventiles in der Verbindungsleitung umfasst, so dass sich ein Massen- oder Volumenstrom des gasförmigen Diamantoids zwischen 0.001 sccm und 1000 sccm einstellt. In einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Verbindungsleitung und das Ventil beheizbar ausgebildet, so dass das gasförmige Diamantoid in der Verbindungsleitung nicht resublimiert.
  • Eine vorteilhafte Ausgestaltungsform betrifft ein Verfahren zum Betreiben eines Ionenantriebs gemäß dem ersten Aspekt der Erfindung oder einem der bevorzugten Ausführungsbeispiele.
  • Ein vierter Aspekt der Erfindung betrifft eine Verwendung von einem Diamantoid, insbesondere Adamantan (C10H16), Diamantan (C14H20) und/oder Triamantan (C18H24), als Treibstoff für einen lonenantrieb für ein Raumfahrzeug, insbesondere einen Satelliten. Die erfindungsgemäße Verwendung von Diamantoid ersetzt damit Xenon als Treibstoff für Ionenantriebe. Diamantoide, insbesondere Adamantan, Diamantan oder Triamantan, weisen die einzigartige Kombination aus hoher Atommasse und niedrigem Ionisierungspotential auf. Damit erlaubt die erfindungsgemäße Verwendung von einem Diamantoid als Treibstoff für lonenantrieb einen erhöhten Grad an Effizienz des Ionenantriebes. Auch ist Diamantoid kostengünstig, nicht toxisch und reaktionsträge.
  • Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den nachfolgenden Beschreibungen von Ausführungsbeispielen, wobei auf die folgenden Figuren Bezug genommen wird. Im Einzelnen zeigen:
    • Fig. 1:
    eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltungsform eines lonenantriebes für ein Raumfahrzeug, insbesondere einen Satelliten,
    Fig. 2:
    ein schematisches Ablaufdiagram für eine mögliche Ausgestaltung eines Verfahrens zum Betreiben eines lonenantriebes für ein Raumfahrzeug,
    Fig. 3:
    eine Simulation für einen Vergleich der Effizienz eines Ionenantriebes, wobei der lonenantrieb mit verschiedenen Treibstoffen angetrieben wird,
    Fig. 4:
    einen Leistungsvergleich für einen lonenantrieb mit verschiedenen Extraktionsströmen, wobei der lonenantrieb einmal mit Xenon und ein anderes Mal mit Adamantan als Treibstoff betrieben wird, und
    Fig. 5:
    eine schematische Darstellung der Struktur von niederen Diamantoiden.
  • Die Fig. 1 zeigt eine schematische Darstellung einer möglichen Ausgestaltungsform für einen lonenantrieb 1. Der dargestellte lonenantrieb 1 umfasst vorliegend eine Ionisationskammer 2 mit einem Kammergehäuse 2.1, wobei das Kammergehäuse 2.1 einen Einlass 3 zum Einleiten von neutralem gasförmigen Treibstoff 10.2 in die Ionisationskammer 2 und einen Auslass 7 zum Ausstoßen von ionisiertem gasförmigen Treibstoff 10.3 aus der Ionisationskammer 2 aufweist. Darüber hinaus umfasst der lonenantrieb 1 ein Reservoir 11 mit einem Treibstoff 10, wobei der Treibstoff 10 im Reservoir 11 vorzugsweise als neutraler feststoffförmiger Treibstoff 10.1 vorliegt.
  • Die Ionisationskammer 2 und das Reservoir 11 sind mittels einer gasdichten Verbindungsleitung 4.1, in welcher ein Ventil 4.2 angeordnet ist, verbunden. Über die Verbindungsleitung 4.1 und den Einlass 3 kann - bei geöffnetem Ventil 4.2 - Treibstoff vom Reservoir 11 in die Ionisationskammer 2 geleitet werden, der dann in der Ionisationskammer 2 ionisiert wird. Hierfür ist die Ionisationskammer 2 mit einer Spule 5 umwickelt, die mit einem Hochfrequenzgenerator 6 in Verbindung steht. Mittels des Generators 6 und der Spule 5 kann ein elektromagnetisches Wechselfeld 14 im Inneren der Ionisationskammer 2 zur Ionisation des eingebrachten Treibstoffes erzeugt werden. Alternativ oder ergänzend zu einer Spule 5 kann auch ein Kondensator (nicht dargestellt) vorgesehen sein, mit welchem ein elektrisches Feld, insbesondere Wechselfeld, erzeugt werden kann. Hierbei kann es auch vorgesehen sein, ein elektrostatisches, ein magnetostatisches und ein elektromagnetisches Feld, insbesondere Wechselfeld, zur Ionisation des eingebrachten Treibstoffes zu überlagern.
  • An einem dem Einlass 3 gegenüberliegenden Ende der Ionisationskammer 2 ist ein Auslass 7 vorgesehen. An dem Auslass 7 grenzt ein Ladungsträgerbeschleunigungssystem 8 umfassend ein erstes, zweites und drittes Gitter 8.1, 8.2 und 8.3. Das erste Gitter 8.1 ist bevorzugt als ein Schirmgitter (Plasmagrenzanker) und das zweite Gitter 8.2 als ein Beschleunigungsgitter gebildet. Das dritte Gitter ist als ein Abbremsgitter ausgebildet. In einer alternativen Ausgestaltungsform (nicht dargestellt) kann auch auf das dritte Gitter verzichtet werden. Zwischen dem ersten und zweiten Gitter 8.1, 8.2 kann mittels einer Hochspannungsversorgung 13 eine Hochspannung zur Erzeugung eines elektrostatischen Feldes 15 angelegt werden. In einer weiteren alternativen Ausgestaltungsform (nicht dargestellt) wird das elektrostatische Feld ohne Gittersystem erzeugt. Mit Hilfe des elektrostatischen Feldes 15 wird der ionisierte Treibstoff beschleunigt und anschließend aus der Ionisationskammer 2 des lonenantriebes 1 für das Raumfahrzeug 100 ausgestoßen, wobei hierbei der Impuls des ausströmenden ionisierten Gases (Plasmas = ionisiertes Gas) einen Rückstoß auf das Raumfahrzeug 100 überträgt, so dass das Raumfahrzeug 100 beschleunigt wird.
  • Darüber hinaus umfasst der lonenantrieb 1 einen Neutralisator 9. Der Neutralisator 9 ist konfiguriert, dass er Ladungsträger, insbesondere Elektronen, bereitstellen und ausstoßen kann, die dann mit dem ausgestoßenen ionisierten Treibstoff fliegen und diesen neutralisieren. In einer möglichen Ausgestaltungsform kann der Neutralisator 9 in der Nähe des Auslasses 7 der Ionisationskammer 2 angeordnet sein.
  • Weiter umfasst der lonenantrieb 1 eine steuerbare Heizvorrichtung 12, beispielswiese einen Heizdraht, der das Reservoir 11, insbesondere den Behälter 11.1 umwickelt. Die Heizvorrichtung 12 ist dabei derart konfiguriert, dass Reservoir 11, insbesondere den Behälter 11, welcher bevorzugt als ein vakuumdichter Behälter, insbesondere als ein Edelstahlbehälter, ausgebildet ist, mit einer Wärmemenge Q zu beaufschlagen, so dass der feste Treibstoff im Inneren des Behälters erwärmt wird. Der Treibstoff 10 umfasst hierbei ein Diamantoid, insbesondere Adamantan, Diamantan und/oder Triamantan, wobei diese im Reservoir 11 im festen Aggregatzustand 10.1 vorliegen. Mittels der von der Heizvorrichtung 12 beaufschlagten Wärmemenge Q wird der Treibstoff 10 im Inneren des Behälters 11.1 erwärmt, so dass das Diamantoid vom festen Aggregatzustand 10.1 in einen gasförmigen Aggregatzustand 10.2 sublimiert wird. Das gasförmige Diamantoid 10.2, insbesondere das gasförmige Adamantan, Diamantan und/oder Triamantan, wird dann über die Verbindungsleitung 4.1 und das steuerbare Ventil 4.2 zum Einlass 3 der Ionisationskammer 2 geführt. Das steuerbare Ventil 4.1 in der Verbindungsleitung 4.2 ist derart ausgebildet, dass ein gewünschter Massen- oder Volumenstrom des gasförmigen Diamantoids eingestellt werden kann.
  • Auch umfasst der lonenantrieb 1 eine Steuervorrichtung 16, die mit dem steuerbaren Ventil 4.2, der steuerbaren Heizvorrichtung 12, dem Ladungsträgerbeschleunigungssystem 8 und dem Hochfrequenzgenerator 6 steuertechnisch in Verbindung steht, derart, dass der lonenantrieb 1 automatisch und autark betrieben werden kann. Hierbei ist die Steuervorrichtung ausgebildet die Heizvorrichtung derart anzusteuern, dass eine bestimmte Temperatur eingestellt werden kann, bei welcher der Behälter mit einer Wärmemenge beaufschlagt wird, die geeignet ist, den Treibstoff im Inneren des Behälters zu erwärmen und vom festen Aggregatzustand in den gasförmigen Aggregatzustand zu überführen. Weiter ist die Steuervorrichtung ausgebildet, das Ventil derart anzusteuern, dass ein bestimmter Massen- oder Volumenstrom des sublimierten, gasförmigen Treibstoffs durch die Verbindungsleitung eingestellt werden kann. Auch ist die Steuervorrichtung eingerichtet, den Hochfrequenzgenerator zum Einstellen einer bestimmten Leistung des elektrischen und/oder elektromagnetischen Wechselfeldes, geeignet für die Ionisation des Treibstoffes, anzusteuern. Darüber hinaus ist die Steuervorrichtung auch konfiguriert, das Ladungsträgerbeschleunigungssystem zum Anlegen einer bestimmten Hochspannung zur Erzeugung eines elektrischen Feldes, geeignet für die Beschleunigung des ionisierten Treibstoffes, anzusteuern.
  • Die Fig. 2 zeigt ein schematisches Ablaufdiagram für ein Verfahren zum Betreiben eines Ionenantriebs, wie er beispielsweise in der Fig. 1 dargestellt und beschrieben ist.
  • Hierbei wird zunächst das Reservoir, insbesondere der Behälter, mit einem feststoffförmigen Diamantoid mittels einer steuerbaren Heizvorrichtung beheizt 21. Hierbei wird der Behälter mit einer Wärmemenge Q beaufschlagt, so dass sich Temperaturen zwischen 20 und 250 °C, bevorzugt zwischen 50 und 90 °C und noch mehr bevorzugt zwischen 62 und 85 °C im Inneren des Behälters einstellen. Insbesondere wenn Adamantan als Treibstoff verwendet wird, werden Temperaturen zwischen 62 und 85 °C im Inneren des Behälters eingestellt. Mittels der aufgebrachten Wärmemenge Q, die durch das Heizen 21 bereitgestellt wird, wird das feststoffförmige Diamantoid im Reservoir von einem festen Aggregatzustand in einen gasförmigen Aggregatzustand überführt. Dieser Verfahrensschritt wird auch als Sublimieren 22 bezeichnet. Nach dem das Diamantoid vom festen in den gasförmigen Aggregatzustand überführt wurde, wird das gasförmige Diamantoid über eine Verbindungsleitung und ein entsprechend ausgebildetes Ventil, zum Steuern eines Massen- oder Volumenstroms des gasförmigen Diamantoids in der Verbindungsleitung, in die Ionisationskammer geleitet 23. In der Ionisationskammer wird dann das gasförmige Diamantoid mittels eines elektrischen und/oder elektromagnetischen Wechselfeldes ionisiert 24. Nach der Ionisation 24 wird das ionisierte Diamantoid mittels eines elektrostatischen Feldes beschleunigt 25 und anschließend zur Erzeugung eines Schubes für das Raumfahrzeug aus der Ionisationskammer ausgestoßen 26. Hierbei wird der Impuls des ausströmenden, ionisierten Diamantoids auf das Raumfahrzeug übertragen, so dass das Raumfahrzeug beschleunigt wird.
  • Fig. 3 zeigt eine Simulation für einen Vergleich der Effizienz eines Ionenantriebes, der mit verschiedenen Treibstoffen, vorliegend Xenon (Xe), Adamantan, Diamantan oder Triamantan, betrieben wird. Der Schub T (in [N]) eines lonenantriebes für ein Raumfahrzeug ergibt sich - unter der Annahme eines einfach geladenes Gases (Ladung q = e) - aus der folgenden Formel: T = I b 2 M / e U b 1 / 2 ,
    Figure imgb0001
     wobei Ib der lonenstrahlstrom (in [A]), M die Masse (in [kg]) und Ub die Beschleunigungsspannung (in [V]) ist. Es zeigt sich, dass die Masse M und die Beschleunigungsspannung Ub wurzelförmig in den Schub T eingehen. Drückt man dieses Verhalten durch die Effizienz eines Triebwerks als Funktion des spezifischen Impulses I_sp aus, so ergeben sich die in der Fig. 3 gezeigten Abhängigkeiten zwischen Effizienz und spezifischen Impuls für die verschiedenen Treibstoffe, insbesondere Xenon (Xe), Adamantan, Diamantan und Triamantan.
  • Es hat sich gezeigt, dass sich Xenon und Adamantan sehr ähnlich verhalten. Demgegenüber haben Diamantan und Triamantan bei spezifischen Impulsen zwischen 1000 s und 2000 s (typische Anforderungen für eine Mission) eine um 40 bis 60% höhere Effizienz gegenüber Xenon. Mit Diamantoid als Alternativtreibstoff können also nicht nur die Kosten reduziert werden, sondern es kann gleichzeitig auch die Effizienz des Antriebssystems gesteigert werden.
  • Fig. 4 zeigt einen Leistungsvergleich für einen lonenantrieb mit verschiedenen Extraktionsströmen, wobei der lonenantrieb einmal mit Xenon und ein anderes Mal mit Adamantan als Treibstoff betrieben wird. Die Performance Daten des Ionenantriebs, d. h. die eingespeiste Leistung des Generators als Funktion des Gasflusses wurden mit einer RF-Ionenquelle getestet. Hierbei wurde ein 3-Gittersystem verwendet, wobei eine positive Hochspannung am ersten Gitter von 1250 V und eine negative Spannung von -150 V am zweiten Gitter angelegt wurde. Das dritte Gitter lag auf Erdpotential. Es wurden die Extraktionsströme, die eingekoppelte Radiofrequenzleistung und der Gasfluss gemessen.
  • Der Graphen 41 und 42 zeigen die Abhängigkeit der Leistung vom Gasfluss bei einem festen Extraktionsstrom von einmal 7,5 mA (für den Graph 41) und ein anderes Mal von 10 mA (für den Graph 42), wobei hierbei Xenon als Treibstoff für den lonenantrieb verwendet wurde.
  • Demgegenüber zeigen die Graphen 43 und 44 die Abhängigkeit der Leistung vom Gasfluss für einen festen Extraktionsstrom von 7,5 mA (für den Graph 43) und von 10 mA (für den Graph 44), wobei diesmal Adamantan als Treibstoff für den lonenantrieb verwendet wurde.
  • Die in der Fig. 4 dargestellten Ergebnisse zeigen, dass Xenon und Adamantan als Treibstoff für lonenantriebe ähnlich gute Leistung-/Performance-Werte zeigen.
  • Die Fig. 5 zeigt eine schematische Darstellung der Struktur der drei einfachsten Diamantoide, nämlich Adamantan, Diamantan und Triamantan.
    • Bezugszeichenliste
    • 1 lonenantrieb
    • 2 Ionisationskammer
    • 2.1 Kammergehäuse
    • 3 Einlass
    • 4.1 Verbindungsleitung
    • 4.2 Steuerventil
    • 5 Spule
    • 6 Generator
    • 7 Auslass
    • 8 Ladungsträgerbeschleunigungssystem
    • 8.1 Erstes Gitter
    • 8.2 Zweites Gitter
    • 8.3 Drittes Gitter
    • 9 Neutralisator
    • 10 Treibstoff
    • 10.1 Neutraler fester Treibstoff
    • 10.2 Neutraler gasförmiger Treibstoff
    • 10.3 Ionisierter gasförmiger Treibstoff
    • 11 Reservoir
    • 11.1 Behälter
    • 13 Hochspannungsversorgung
    • 14 Elektrostatischen, magnetostatischen und/oder elektromagnetisches Feld
    • 15 Elektrisches Feld
    • 16 Steuervorrichtung
    • 41 Leistungskurve für Xenon bei 7,5 mA
    • 42 Leistungskurve für Xenon bei 10 mA
    • 43 Leistungskurve für Adamantan bei 7,5 mA
    • 44 Leistungskurve für Adamantan bei 10 mA
    • 100 Raumfahrzeug
    • T Temperatur
    • Q Wärmemenge

Claims (15)

  1. lonenantrieb (1) für ein Raumfahrzeug (100), insbesondere für einen Satelliten, umfassend:
    - ein Reservoir (11) mit einem Treibstoff (10);
    - eine Ionisationskammer (2), die mit dem Reservoir (11) verbunden ist;
    - ein Generator (6) zur Erzeugung eines elektrostatischen, magnetostatischen und/oder elektromagnetischen Feldes (14) im Inneren der Ionisationskammer (2), wobei das Feld (14) geeignet ist den Treibstoff (10) zu ionisieren; und
    - ein Ladungsträgerbeschleunigungssystem (8) zur Erzeugung eines elektrischen Feldes (15), das geeignet ist den ionisierten Treibstoff (10) zu beschleunigen,
    dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff (10) ein Diamantoid enthält.
  2. lonenantrieb (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff (10) wenigstens einen aus der folgenden Gruppe von Diamantoiden umfasst: Adamantan (C10H16), Diamantan (C14H20) und/oder Triamantan (C18H24).
  3. lonenantrieb (1) nach Anspruch 1 und/oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff (10), insbesondere das Diamantoid, im Reservoir (11) in einem festen Aggregatzustand vorliegt.
  4. lonenantrieb (1) nach zumindest einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (11) einen Behälter (11.1), insbesondere einen vakuumdichten Behälter, umfasst.
  5. lonenantrieb (1) nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass der lonenantrieb (1) eine steuerbare Heizvorrichtung (12) umfasst, die konfiguriert ist, den Behälter (11.1) mit einer Wärmemenge (Q) zu beaufschlagen, die geeignet ist, den Treibstoff (10) im Inneren des Behälters (11.1) zu erwärmen und von dem festen Aggregatzustand in einen gasförmigen Aggregatzustand zu überführen.
  6. Raumfahrzeug (100) umfassend mindestens einen lonenantrieb (1) nach zumindest einem der Ansprüche 1 bis 5.
  7. Verfahren (20) zum Betreiben eines lonenantriebs (1) für ein Raumfahrzeug (100), insbesondere einen Satelliten, mit einem Reservoir (11) umfassend einen Treibstoff (10), einer Ionisationskammer (2), einem Generator (6) zur Erzeugung eines elektrostatischen, magnetostatischen und/oder elektromagnetischen Feldes (14) im Inneren der Ionisationskammer (2); und ein Ladungsträgerbeschleunigungssystem (8) zur Erzeugung eines elektrischen Feldes (15), wobei der Treibstoff (10) ein Diamantoid enthält und das Verfahren folgende Schritte aufweist:
    - Überführen (22) des Diamantoids im Reservoir (11) von einem festen Aggregatzustand in einen gasförmigen Aggregatzustand;
    - Leiten (23) des gasförmigen Diamantoids von dem Reservoir (11) in die Ionisationskammer (2);
    - Ionisieren (24) des gasförmigen Diamantoids mittels des elektrostatischen, magnetostatischen und/oder elektromagnetischen Feldes (14); und
    - Beschleunigen (25) des ionisierten gasförmigen Diamantoids mittels des elektrischen Feldes (15).
  8. Verfahren (20) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Treibstoff (10) wenigstens einen Stoff aus der folgenden Gruppe von Diamantoiden umfasst:
    Adamantan (C10H16), Diamantan (C14H20) und/oder Triamantan (C18H24).
  9. Verfahren (20) nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich aufweist: 5
    - Ausstoßen des ionisierten gasförmigen Diamantoids zur Erzeugung einer Antriebskraft für das Raumfahrzeug (100).
  10. Verfahren (20) nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Reservoir (11) mit einem Behälter (11.1), insbesondere mit einem vakuumdichten Behälter, gebildet ist und das Verfahren zusätzlich aufweist:
    - Heizen (21) des Behälters (11.1) mittels einer steuerbaren Heizvorrichtung (12), so dass sich eine Temperatur (T) zwischen 20 °C und 250 °C im Inneren des Behälters (11.1) und ein Dampfdruck des Treibstoffes (10) zwischen 0,1 bis 100 kPa einstellen.
  11. Verfahren (20) nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Ladungsträgerbeschleunigungssystem (8) mit einem ersten, einem zweiten und einem dritten Gitter (8.1, 8.2, 8.3) gebildet ist, wobei an das erste Gitter (8.1) eine Spannung im Bereich von 100 bis 10000 V, an das zweite Gitter (8.2) eine Spannung im Bereich von 10000 bis -2000 V und an das dritte Gitter (8.3) eine Spannung im Bereich von -500 bis + 500 V angelegt werden.
  12. Verfahren (20) der Ansprüche 7 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren zusätzlich aufweist:
    - Erzeugen des elektrostatischen, magnetostatischen und/oder elektromagnetischen Feldes (14) mit einer die Leistung zwischen 1 W und 1 MW.
  13. Verfahren (20) nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Ionisationskammer (2) mit dem Reservoir (11) mittels einer Verbindungsleitung (4.1) über ein steuerbares Ventil (4.2) verbunden ist und das Verfahren zusätzlich aufweist:
    - Ansteuern des steuerbaren Ventiles (4.2) in der Verbindungsleitung (4.1), so dass sich einen Massen- oder Volumenstrom des gasförmigen Diamantoids zwischen 0.001 sccm und 1000 sccm einstellt.
  14. Verfahren (20) nach zumindest einem der Ansprüche 7 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass mit dem Verfahren (20) ein lonenantrieb (1) nach einem der Ansprüche 1 bis 9 betrieben wird.
  15. Verwendung von Diamantoiden, insbesondere Adamantan (C10H16), Diamantan (C14H20) und/oder Triamantan (C18H24), als Treibstoff für einen lonenantrieb (1) für ein Raumfahrzeug (100), insbesondere einen Satelliten.
EP15713161.6A 2014-04-10 2015-03-25 Ionenantrieb und verfahren zum betreiben eines ionenantriebs Active EP3129653B1 (de)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE102014206945.9A DE102014206945B4 (de) 2014-04-10 2014-04-10 Verfahren zum Betreiben eines Ionenantriebs
PCT/EP2015/056385 WO2015155004A1 (de) 2014-04-10 2015-03-25 Ionenantrieb und verfahren zum betreiben eines ionenantriebs

Publications (2)

Publication Number Publication Date
EP3129653A1 EP3129653A1 (de) 2017-02-15
EP3129653B1 true EP3129653B1 (de) 2020-09-02

Family

ID=52779629

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
EP15713161.6A Active EP3129653B1 (de) 2014-04-10 2015-03-25 Ionenantrieb und verfahren zum betreiben eines ionenantriebs

Country Status (3)

Country Link
EP (1) EP3129653B1 (de)
DE (1) DE102014206945B4 (de)
WO (1) WO2015155004A1 (de)

Families Citing this family (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105292521B (zh) * 2015-10-16 2017-05-10 中国航天科技集团公司第九研究院第七七一研究所 一种空间飞行器霍尔电推进器供电控制系统及方法
DE102017212927B4 (de) 2017-07-27 2019-05-02 Airbus Defence and Space GmbH Elektrisches Triebwerk und Verfahren zum Betreiben eines elektrischen Triebwerks
CN107939625B (zh) * 2017-11-13 2019-04-05 中国人民解放军国防科技大学 反射式激光-电磁场耦合推力器
WO2021046044A1 (en) * 2019-09-04 2021-03-11 Phase Four, Inc. Propellant injector system for plasma production devices and thrusters
CN110513260A (zh) * 2019-09-27 2019-11-29 哈尔滨工业大学（深圳） 一种射频等离子体推进器
DE102020002348A1 (de) 2020-04-17 2021-10-21 Johanna von Pokrzywnicki Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Ionenantriebes
CN111692060A (zh) * 2020-06-19 2020-09-22 狄晓牛 一种环流等离子燃料发电机

Family Cites Families (9)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE2633778C3 (de) * 1976-07-28 1981-12-24 Messerschmitt-Bölkow-Blohm GmbH, 8000 München Ionentriebwerk
US5239820A (en) * 1991-11-18 1993-08-31 California Institute Of Technology Electric propulsion using C60 molecules
US5947421A (en) * 1997-07-09 1999-09-07 Beattie; John R. Electrostatic propulsion systems and methods
US6609363B1 (en) * 1999-08-19 2003-08-26 The United States Of America As Represented By The Secretary Of The Air Force Iodine electric propulsion thrusters
DE19948229C1 (de) * 1999-10-07 2001-05-03 Daimler Chrysler Ag Hochfrequenz-Ionenquelle
DE102004014618B3 (de) * 2004-03-23 2005-11-10 Eads Space Transportation Gmbh Elektrothermisches Impuls-Triebwerk
DE102008058212B4 (de) * 2008-11-19 2011-07-07 Astrium GmbH, 81667 Ionenantrieb für ein Raumfahrzeug
US9334856B2 (en) * 2010-11-04 2016-05-10 Young Kun Bae System and method of photoionization of fullerene and derivative clusters for high thrust-density ion thrusters
US8610356B2 (en) * 2011-07-28 2013-12-17 Busek Co., Inc. Iodine fueled plasma generator system

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
None *

Also Published As

Publication number Publication date
WO2015155004A1 (de) 2015-10-15
EP3129653A1 (de) 2017-02-15
DE102014206945B4 (de) 2016-09-15
DE102014206945A1 (de) 2015-10-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP3129653B1 (de) Ionenantrieb und verfahren zum betreiben eines ionenantriebs
DE19948229C1 (de) Hochfrequenz-Ionenquelle
DE69803958T3 (de) Elektrostatischer Antrieb, Raumfahrzeug und Verfahren zu dessen Antrieb
EP1123642B1 (de) Plasmabeschleuniger-anordnung
DE3920890A1 (de) Lichtbogen-strahl-schuberzeuger mit verbesserter lichtbogenanhaftung zur verbesserung der leistungsfaehigkeit
DE102017204590B3 (de) Cusp-Feld-Triebwerk
DE2552783A1 (de) Verfahren und anordnung zur erzeugung von ionen
DE102004014618B3 (de) Elektrothermisches Impuls-Triebwerk
EP2030490B1 (de) Verfahren und vorrichtung zum erzeugen eines plasmas sowie verwendung derselben
EP3007350A1 (de) Flugkörper mit magnetohydrodynamischer (mhd) erzeugung elektrischer energie
DE112006001005T5 (de) Verdampfungsvorrichtung
DE10215660B4 (de) Hochfrequenz-Elektronenquelle, insbesondere Neutralisator
DE102008015824A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur kontrollierten und zuverlässigen Zündung von Plasmabeschleunigern unter Verwendung eines radioaktiven Strahlers
EP1671333B1 (de) Verfahren und einrichtung zur erzeugung von alfvén-wellen
DE102005046721B3 (de) Verfahren zur Steuerung der Kondensation von Flüssigkeiten in einer Dampfturbine und zugehörige Dampfturbine
DE10007372C2 (de) Thermalschutzsystem für Raumfahrzeuge
DE1270510B (de) Elektrischer Plasmastrahlantrieb
DE102013217059B3 (de) Elektrisches Triebwerk und Verfahren zu dessen Betrieb
EP1604110B1 (de) Antriebsvorrichtung eines raumflugkörpers und verfahren zur lagesteuerung eines raumflugkörpers mit einer solchen antriebsvorrichtung
EP3836762B1 (de) Neutralisator für ein ionentriebwerk, verfahren zum betreiben eines neutralisators und ionentriebwerk
DE102020002348A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zur Steuerung eines Ionenantriebes
DE1589699C3 (de) Vorrichtung zum Erzeugen von Korpuskularstrahlimpulsen, insbesondere von Neutronenimpulsen. Ausscheidung aus: 1464878
DE102020114999A1 (de) Verfahren und Vorrichtung zum Betreiben einer Flüssigmetall-Ionenquelle oder Flüssigmetall-Elektronenquelle sowie Flüssigmetall-Ionenquelle oder Flüssigmetall-Elektronenquelle
DE1917190C3 (de) Elektrothermischer Antrieb und Zuführungsvorrichtung hierfür
DE2510210A1 (de) Plasmakanone

Legal Events

Date Code Title Description
STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE INTERNATIONAL PUBLICATION HAS BEEN MADE

PUAI Public reference made under article 153(3) epc to a published international application that has entered the european phase

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009012

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: REQUEST FOR EXAMINATION WAS MADE

17P Request for examination filed

Effective date: 20161110

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: A1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

AX Request for extension of the european patent

Extension state: BA ME

DAV Request for validation of the european patent (deleted)
DAX Request for extension of the european patent (deleted)
GRAP Despatch of communication of intention to grant a patent

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR1

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: GRANT OF PATENT IS INTENDED

INTG Intention to grant announced

Effective date: 20200311

GRAS Grant fee paid

Free format text: ORIGINAL CODE: EPIDOSNIGR3

GRAA (expected) grant

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009210

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: THE PATENT HAS BEEN GRANTED

AK Designated contracting states

Kind code of ref document: B1

Designated state(s): AL AT BE BG CH CY CZ DE DK EE ES FI FR GB GR HR HU IE IS IT LI LT LU LV MC MK MT NL NO PL PT RO RS SE SI SK SM TR

REG Reference to a national code

Ref country code: GB

Ref legal event code: FG4D

Free format text: NOT ENGLISH

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: REF

Ref document number: 1309107

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20200915

Ref country code: CH

Ref legal event code: EP

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R096

Ref document number: 502015013374

Country of ref document: DE

REG Reference to a national code

Ref country code: IE

Ref legal event code: FG4D

Free format text: LANGUAGE OF EP DOCUMENT: GERMAN

REG Reference to a national code

Ref country code: LT

Ref legal event code: MG4D

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: SE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: BG

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201202

Ref country code: LT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: GR

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201203

Ref country code: NO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20201202

Ref country code: FI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

REG Reference to a national code

Ref country code: NL

Ref legal event code: MP

Effective date: 20200902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: RS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: PL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: LV

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CZ

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: PT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210104

Ref country code: NL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: EE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: RO

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: SM

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IS

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20210102

Ref country code: ES

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: AL

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

REG Reference to a national code

Ref country code: DE

Ref legal event code: R097

Ref document number: 502015013374

Country of ref document: DE

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

PLBE No opposition filed within time limit

Free format text: ORIGINAL CODE: 0009261

STAA Information on the status of an ep patent application or granted ep patent

Free format text: STATUS: NO OPPOSITION FILED WITHIN TIME LIMIT

26N No opposition filed

Effective date: 20210603

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: SI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: DK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: IT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

Ref country code: MC

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

REG Reference to a national code

Ref country code: CH

Ref legal event code: PL

REG Reference to a national code

Ref country code: BE

Ref legal event code: MM

Effective date: 20210331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CH

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210331

Ref country code: LI

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210331

Ref country code: LU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210325

Ref country code: IE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210325

REG Reference to a national code

Ref country code: AT

Ref legal event code: MM01

Ref document number: 1309107

Country of ref document: AT

Kind code of ref document: T

Effective date: 20210325

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: BE

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210331

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: AT

Free format text: LAPSE BECAUSE OF NON-PAYMENT OF DUE FEES

Effective date: 20210325

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: FR

Payment date: 20230324

Year of fee payment: 9

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: HU

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT; INVALID AB INITIO

Effective date: 20150325

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: CY

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

PG25 Lapsed in a contracting state [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: MK

Free format text: LAPSE BECAUSE OF FAILURE TO SUBMIT A TRANSLATION OF THE DESCRIPTION OR TO PAY THE FEE WITHIN THE PRESCRIBED TIME-LIMIT

Effective date: 20200902

PGFP Annual fee paid to national office [announced via postgrant information from national office to epo]

Ref country code: DE

Payment date: 20240331

Year of fee payment: 10

Ref country code: GB

Payment date: 20240320

Year of fee payment: 10