Diagnostics of plasma generated in the atmosphere simulating Mars

Cílem diplomové práce byla diagnostika plazmatu generovaného v atmosféře simulující podmínky na Marsu. Tato diplomová práce je zaměřena na simulaci atmosféry Marsu za atmosférického tlaku a běžné laboratorní teploty. Díky podobným podmínkám atmosféry Marsu se Zemí byla tato planeta zkoumána již v minulosti a výzkum trvá dodnes. Atmosféra Marsu je složena převážně z oxidu uhličitého, který tvoří více jak 90 % atmosféry Marsu. Na simulaci atmosféry Marsu byl využit doutnavý výboj generovaný ve speciálním reaktoru za atmosférického tlaku při průtoku čistého CO2. Část měření proběhla pouze v čistém CO2 při změně proudu 20, 25, 30, 35 a 40 mA. Část měření se zaměřila na studium vlivu přídavku různých plynů jako je dusík, vodík a metan při změnách jejich průtoků 1, 2, 3, 4 a 5 sccm. Produkty vznikající ve speciálním reaktoru byly analyzovány pomocí hmotnostního spektrometru s protonovou ionizací a analyzátorem doby letu. Pro diagnostiku a složení plazmatu byla použita optická emisní spektrometrie. Byly detekovány převážně jednoduché alifatické uhlovodíky, alkoholy, aldehydy a ketony. Se zvyšováním průtoků jednotlivých plynů vznikaly i složitější aromatické sloučeniny s vyšší molekulovou hmotností. Odpovídající si hmotnostní a optická emisní spektra byla měřena současně.The aim of the diploma thesis was the diagnostics of plasma generated in the atmosphere simulating conditions on Mars. This diploma thesis is focused on the simulation of Mars’ atmosphere at atmospheric pressure and normal laboratory temperature. Due to the similar conditions of Mars' atmosphere with Earth, this planet has been explored in the past as well as up to now. Mars' atmosphere is composed mostly of carbon dioxide, which makes up more than 90 % of Mars' atmosphere. A glow discharge generated in a special reactor at atmospheric pressure at a flow of pure CO2 was used to simulate the atmosphere of Mars. Part of the measurement was performed only in pure CO2 with changing current of 20, 25, 30, 35 and 40 mA. Part of the measurements was focused on the study of the effect of the addition of various gases, such as nitrogen, hydrogen and methane, at changes in their flow rates of 1, 2, 3, 4 and 5 sccm. The products formed in the special reactor were analysed using a mass spectrometer with proton ionization and with a flight time analyser. Optical emission spectrometry was used for plasma diagnostics and composition. Mainly simple aliphatic hydrocarbons, alcohols, aldehydes, and ketones were detected. With increasing flow rates of the individual gases, more complex aromatic compounds with higher molecular weights were formed. Corresponding mass and optical emission spectra were measured simultaneously.