Les missions spatiales font partie des projets de recherche les plus coûteux connus de l'homme et peuvent rapidement coûter des milliards d'euros. Afin de garantir que les composants correspondants fonctionnent également dans les conditions de vide régnant dans l'espace, ils sont techniquement générés avec des pompes et des systèmes appropriés sur terre. Leybold fournit la technologie pour cela en tant que fournisseur holistique - jusqu'à l'ultra-vide.
Les solutions produits prennent en charge le développement, la fabrication et les tests de véhicules spatiaux, de satellites et de technologies spatiales. Les solutions système standardisées et spécifiques avec pompes à vide et à vide poussées intégrées sont adaptées individuellement aux exigences respectives.
Propulsion spatiale pour vaisseau spatial
Une application en pleine croissance, par exemple, est la simulation et les tests de systèmes de propulsion électrique spatiaux pour les mouvements de véhicules spatiaux. Pour cela, les particules de gaz ionisées sont accélérées par un champ électrique. Les moteurs à ions modernes génèrent un flux de gaz allant de 0,1 à 10 mg / s. Pour maintenir un bon vide élevé avec ce débit substantiel dans les enceintes d’essai, il faut une vitesse de pompage très élevée, souvent comprise entre 10.000 et 100.000 l / s.
Les systèmes de chambres expérimentales nécessaires pour créer les conditions spatiales existent dans toutes les tailles: de quelques litres pour tester de petits objets tels que des circuits imprimés à plusieurs milliers de m³ pour vérifier l'aptitude spatiale de vaisseaux spatiaux entiers. Le xénon de gaz rare est le gaz noble stable le plus lourd et est utilisé dans la plupart des cas pour les propulseurs ioniques en raison de la poussée élevée qui en résulte.
L'avantage d'une masse motrice importante est un défi majeur pour les pompes à vide. L'une des raisons est la mauvaise conductivité thermique du gaz xénon, qui conduit à des augmentations de température critiques dans les pompes à vide à transfert de gaz telles que les pompes turbo-moléculaires. De plus, de nombreuses grosses pompes turbo-moléculaires seraient nécessaires pour atteindre la vitesse de pompage élevée requise.
Pour le pompage de gaz xénon
Leybold a développé une solution cryogénique simple et optimisée pour le pompage au xénon. Les fortes têtes froides à un étage du type Gifford-McMahon portent des plaques métalliques qui condensent le gaz xénon avec une vitesse de pompage située au bord de la limite théorique.
Avant de tester un moteur à ions, il est nécessaire d’atteindre une pression finale dans la plage du 10-5 Pa - bien en dessous de la pression du processus - pour éliminer les gaz résiduels tels que l’azote, l’oxygène, etc., ces applications nécessitent également un système de pompes à vide poussé. La pression doit être contrôlée par des instruments appropriés tout au long du processus de test. Leybold fournit l'intégralité de la technologie nécessaire ainsi que l'optimisation des conseils et la conception informatique des systèmes à partir d'une source unique.
Vide poussé, vide ultra poussé et vide extrêmement poussé
La demande pour de telles chambres d’essai sous vide augmente avec l’augmentation du nombre de moteurs au xénon-ion pour différentes missions spatiales. La flexibilité et les délais de mise sur le marché deviennent donc des facteurs essentiels au succès de ces missions.