Projektbeschreibung
Aktive Kontrolle des anomalen Transports für ultraeffiziente Plasmatriebwerke in der Raumfahrt
Da sich Missionen zur Erforschung des Weltraums immer komplexer gestalten und immer weitere Entfernungen zurückgelegt werden, sind innovative Antriebstechnologien gefragt. Elektrodenlose Plasmatriebwerke könnten eine Lösung sein, nichtlineare Turbulenzen und Oszillationen, die durch Plasmainstabilitäten entstehen, sind jedoch eine große Herausforderung. Diese Oszillationen und Turbulenzen, die durch die erforderlichen starken Magnetfelder zum Aufheizen des Plasmas verstärkt werden, führen zu einem anomalen Transport quer zum Feld, der die Leistung und Beständigkeit der Triebwerke einschränkt. Das ERC-finanzierte Projekt ROCINANTE zielt darauf ab, die nichtlinear oszillierenden Strukturen und Turbulenzen zu charakterisieren, um die Entwicklung eines aktiven Steuerungssystems mit offenem Regelkreis und hocheffizienter Plasmatriebwerke zu unterstützen. Um erfolgreich zu sein, sind modernste experimentelle und rechnerische Methoden erforderlich, einschließlich eines neuen zeitimpliziten 2D+-Partikel-in-Zellen-Codes für eine bislang unerreichte Rechenleistung.
Ziel
Current in-space propulsion technologies are insufficient for the ambitious space missions of the future. Electrodeless plasma thrusters (EPTs) offer a solution to this problem, enabling the use of arbitrary propellants, simplifying device architecture, and facilitating scaling to high powers. Promising performance figures have been recently demonstrated. Nevertheless, EPTs suffer from ‘anomalous transport’ that increases plasma losses to the walls, limiting their efficiency and durability. This is due to plasma instabilities that set up oscillating and turbulent structures nonlinearly, enhanced by the strong electromagnetic fields applied to heat the plasma. However, the exact mechanisms remain unknown and unchecked, preventing the design of truly efficient devices. ROCINANTE aims to unravel and control the causes of anomalous transport in EPTs by accomplishing four objectives: (1) Obtain high-accuracy, high-resolution experimental datasets of the fluctuating spectrum inside and near an EPT source. (2) Establish an unprecedentedly fast and accurate kinetic-electromagnetic plasma model. (3) Elucidate the roots and nature of nonlinear oscillations and turbulence in EPTs, and their effect on the cross-field anomalous transport that limits thruster performance and durability. (4) Assess the observability of the oscillating structures and their open-loop controllability. This will be made possible by a unique methodology consisting of a specifically-designed experiment with novel non-intrusive sensors, a new 2D+ time-implicit particle-in-cell code that exploits the physics of the problem for unsurpassed computational performance, nonlinear data-driven analysis techniques and reduced order models, and the characterization of the system response to periodic forcing actuation. The success of ROCINANTE will unveil the true physics of anomalous transport in EPTs and unlock the development of ultra-efficient plasma thrusters based on active control.
Wissenschaftliches Gebiet (EuroSciVoc)
CORDIS klassifiziert Projekte mit EuroSciVoc, einer mehrsprachigen Taxonomie der Wissenschaftsbereiche, durch einen halbautomatischen Prozess, der auf Verfahren der Verarbeitung natürlicher Sprache beruht. Siehe: Das European Science Vocabulary.
Die Klassifikation dieses Projekts wurde von Menschen validiert.
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Die Klassifikation dieses Projekts wurde von Menschen validiert.
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Elektromagnetismus und Elektronik Elektromagnetismus
- Technik und Technologie Maschinenbau Fahrzeugbau Luft- und Raumfahrttechnik Raumfahrttechnik Raumfahrzeug
- Naturwissenschaften Naturwissenschaften Plasmaphysik
- Naturwissenschaften Informatik und Informationswissenschaften Informatik
- Technik und Technologie Elektrotechnik, Elektronik, Informationstechnik Elektrotechnik Sensoren
Schlüsselbegriffe
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Schlüsselbegriffe des Projekts, wie vom Projektkoordinator angegeben. Nicht zu verwechseln mit der EuroSciVoc-Taxonomie (Wissenschaftliches Gebiet).
Programm/Programme
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
Mehrjährige Finanzierungsprogramme, in denen die Prioritäten der EU für Forschung und Innovation festgelegt sind.
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HORIZON.1.1 - European Research Council (ERC)
HAUPTPROGRAMM
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Thema/Themen
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Aufforderungen zur Einreichung von Vorschlägen sind nach Themen gegliedert. Ein Thema definiert einen bestimmten Bereich oder ein Gebiet, zu dem Vorschläge eingereicht werden können. Die Beschreibung eines Themas umfasst seinen spezifischen Umfang und die erwarteten Auswirkungen des finanzierten Projekts.
Finanzierungsplan
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
Finanzierungsregelung (oder „Art der Maßnahme“) innerhalb eines Programms mit gemeinsamen Merkmalen. Sieht folgendes vor: den Umfang der finanzierten Maßnahmen, den Erstattungssatz, spezifische Bewertungskriterien für die Finanzierung und die Verwendung vereinfachter Kostenformen wie Pauschalbeträge.
HORIZON-ERC - HORIZON ERC Grants
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Aufforderung zur Vorschlagseinreichung
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
Verfahren zur Aufforderung zur Einreichung von Projektvorschlägen mit dem Ziel, eine EU-Finanzierung zu erhalten.
(öffnet in neuem Fenster) ERC-2025-COG
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Finanzieller Nettobeitrag der EU. Der Geldbetrag, den der Beteiligte erhält, abzüglich des EU-Beitrags an mit ihm verbundene Dritte. Berücksichtigt die Aufteilung des EU-Finanzbeitrags zwischen den direkten Begünstigten des Projekts und anderen Arten von Beteiligten, wie z. B. Dritten.
28903 Getafe (Madrid)
Spanien
Die Gesamtkosten, die dieser Organisation durch die Beteiligung am Projekt entstanden sind, einschließlich der direkten und indirekten Kosten. Dieser Betrag ist Teil des Gesamtbudgets des Projekts.