Jste zde

GRAVARC

Účinky zvýšené gravitace na obloukový výboj typu glide arc

Výzkum obloukového výboje v ESA-ESTEC

Trvání projektu: 2012

Vedoucí projektu: Jiří Šperka

Cílem projektu GRAVARC byl výzkum klouzavého obloukového výboje typu glide arc na velké centrifuze v ESA-ESTEC v atmosféře obsahující uhlík v podmínkách uměle zvýšené gravitace. Následně byly studovány vlastnosti uhlíkových depozitů připravených pomocí plazmochemické depozice z plynné fáze pomocí tohoto výboje. Pohyb plazmatického kanálu je za určitých podmínek řízen Archimédovskou vztlakovou silou, která v uměle zvýšené gravitaci roste. Vliv gravitace v tomto projektu bylo možné prověřit v rozmezí od 1 g do 18 g. Změny výboje byly zaznamenávány rychlou kamerou s rozlišením 224 x 160 obrazových bodů při kmitočtu 480 fps. Byla měřena optická emisní spektra a další výbojové charakteristiky jako tvar, intenzita, barva a emisní spektra výboje pomocí mřížkového spektrometru Avantes. Uhlíkové depozity vytvořené plazmochemickou depozicí byly následně také studovány pomocí rastrovací elektronové mikroskopie a dalších analytických metod.

Experiment ukázal, že gravitace prostřednictvím tepelné konvekce silně ovlivňuje výboj typu glide arc. Hypergravitace vede k vyšší rychlosti klouzání plazmatického výboje a složitějšímu tvaru kanálu. Design experimentu byl velmi flexibilní - umožňoval provoz s různými elektrodami, různými mezerami mezi nimi a různými koncentracemi plynů při různých průtocích. Během experimentů bylo na dálku ovládáno primární napětí na transformátoru a experiment byl dále vzdáleně řízen z ovládací místnosti centrifugy.

Ústav fyzikální elektroniky

Činnost ústavu je zaměřena na výzkum a aplikace nízkoteplotního plazmatu, které je studováno jak z teoretického, tak i z praktického úhlu pohledu. Důraz je kladen především na studie a aplikace plazmochemických reakcí v neizotermickém nízkoteplotním plazmatu a na interakci plazmatu s povrchy různých materiálů. Více než 50 let trvající tradice aplikovaného výzkumu fyziky plazmatu na Ústavu fyzikální elektroniky již vyústila v několik úspěšně provedených inovací v průmyslu.

Co vám účast v projektu přinesla?

„Díky studentskému projektu GRAVARC navázali brněnští vědci spolupráci se svými kolegy z laboratoře Life and Physical Sciences Instrumentation and Life Support Laboratory (LIS) z výzkumného střediska ESA/ESTEC. Největším přínosem byla samotná možnost provést výzkum v centru evropských kosmických aktivit v podmínkách, které se dají dosáhnout jen v několika málo laboratořích na světě. Projekt GRAVARC je zatím nejkomplexnější, a pokud jde o hmotnost a rozměry, pak také největší experiment, který se kdy na velké centrifuze v ESA prováděl. Díky ojedinělému projektu Spin Your Thesis mají studenti možnost práce na unikátním zařízení, čímž získají cenné praktické zkušenosti s podobnými experimenty dle svého návrhu a seznámení se základy fungování kosmického projektu dle standardů ESA.“