Новий іонний ракетний двигун Європейського космічного агентства «дихає» повітрям
Повітря-дихальний двигун
Дослідники просто тестували новий тип іонного двигуна, який «дихає» повітрям, і одного разу він може допомогти людству досягти Марса і за його межами.
Кращі рухові системи є ключовими для розвитку наших космічних можливостей, і одним з найбільш перспективних видів є іонну рух. Іонний двигун «іонізує» пропеллент, найчастіше ксенон, шляхом додавання електронів до нього або видалення електронів. Це створює тягу, яка може розміщувати супутник або літальний апарат, наприклад.
Йонні двигуни набагато чистіше, безпечніше і економічніше, ніж стандартні ракетні двигуни. Тим не менш, вони все ще обмежені кількістю палива, яке може перевозити їх корабель.
Вчені Європейського космічного агентства (ESA), польської компанії QuinteScience і італійської космічної компанії SITAEL сподіваються змінити це. Команда успішно провела випробування іонного двигуна, в якому використовується метод, відомий як повітряний дихальний електричний двигун (ABEP) або електропривод RAM. Це означає, що він буквально біжить по повітрю.
Зображення: ESA
Хоча ABEP не є новою концепцією, прототип ESA є першим у своєму роді. Він працює, всмоктуючи молекули повітря з верхньої частини атмосфери Землі. Потім він дає цим молекулам електричний заряд і прискорює їх. Нарешті, він виштовхує іонізовані молекули назад в простір. Цей викид іонів є причиною тяги.
Після запуску декількох успішних комп'ютерних симуляцій команда вирішила, що настав час перевірити їх двигуни в фізичному світі.
Група створила вакуумну камеру на випробувальному полігоні SITAEL в Італії, щоб відтворити умови на 200 кілометрів (124 миль) над земною поверхнею. За допомогою серії випробувань вони довели, що можуть запалити систему, використовуючи виключно атмосферну суміш азоту і кисню.
«Цей результат означає, що повітряне дихання електричного руху більше не просто теорія, а відчутна робоча концепція, готова до розробки, служити в один прекрасний день в якості основи для нового класу місій», Луї Уолпот, ESA аерокосмічний інженер, йдеться в заяві.
Повільний і стійкий
Цей «повітряно-дихаючий» двигун може бути не таким потужним, як деякі інші іонні двигуни в розвитку, включаючи X3 NASA, але те, що йому не вистачає в силі, він компенсує потенційну довговічність.
Оскільки вони можуть витягувати паливо з повітря, ці іонні двигуни можуть розширити наш охоплення в космос. Корабель міг подорожувати з однієї атмосфери в іншу, «заправляючи» кожен, перш ніж продовжити свою подорож. Замість того, щоб викликати перетягування, повітря стане джерелом палива.
Звичайно, будь-які далекі поїздки будуть тривати довго, але, принаймні, у нас буде можливість в кінцевому підсумку досягти об'єктів набагато далі.
Гіпотетичний дизайн корабля з використанням повітряної дихальної системи ESA. Зображення: ESA
Крім підтримки майбутніх далеких місій, ці пневматичні двигуни можуть бути чудовими альтернативами двигунів, які в даний час допомагають супутникам підтримувати своє позиціонування. Ці системи в кінцевому рахунку вичерпують пропеллент і більше не можуть функціонувати, як це було у випадку з гравітаційним полем ESA і стаціонарним супутником Ocean Circulation Explorer (GOCE).
Іона-двигун ESA також може скоротити масу космічних апаратів, що є постійним обмежуючим фактором для запуску. Наприклад, супутник GOCE перевозив 40 кілограмів (88 фунтів) ксенону для палива. Позбавлення від цієї ваги може бути значною перевагою для використання цих двигунів.
Незважаючи на те, що це не найпотужніша силова установка, новий іонний двигун з електроприводом ESA має явні переваги в порівнянні з більш старими конструкціями. Зрештою, це може стати рушійною системою вибору для інженерів космічних кораблів.
