Kreditna slika: ESA
Misija Evropske vesoljske agencije SMART-1 bo z revolucionarnim ionskim motorjem pomagala iskati dokaze, da je Luna nastala po silovitem trčenju manjšega planeta z Zemljo. Ionski motor deluje tako, da mesece ali celo leta pospešuje ionizirane delce plina v stalnem toku. Čeprav je potisk zelo nizek, je zelo učinkovit in zahteva del goriva, ki ga uporabljajo tradicionalne rakete.
Ljubitelji znanstvenofantastičnih filmov vedo, da bi, če bi radi potovali na kratkih razdaljah od domačega planeta, uporabili podosvetlitev "ionski pogon". Vendar, ali je takšen ionski pogon znanstvena fantastika ali znanstveno dejstvo?
Odgovor je nekje vmes. Ionski motorji segajo vsaj v leto 1959. Dva ionska motorja so bili celo testirani leta 1964 na ameriškem satelitu SERT 1 - eden je bil uspešen, drugi pa ne.
Načelo je preprosto običajna fizika - vzameš plin in ga ioniziraš, kar pomeni, da mu daš električni naboj. Tako nastanejo pozitivno nabiti plini, skupaj z elektroni. Ionizirani plin prehaja skozi električno polje ali zaslon na zadnji strani motorja, ioni pa zapustijo motor, kar ustvarja potisk v nasprotni smeri.
Zelo varčen
Ionski motorji, ki delujejo v skoraj praznem prostoru, izstrelijo pogonski plin veliko hitreje kot curek kemične rakete. Zato oddajo približno desetkrat večjo potisno moč na kilogram uporabljenega pogonskega goriva, zaradi česar so zelo "gorivni".
Čeprav so učinkoviti, so ionski motorji zelo nizka potiska. Količina potiska, ki jo dobite za porabljeno količino pogonskega goriva, je zelo dobra, vendar ne pritiskajo zelo močno. Na primer, astronavti jih nikoli ne bi mogli uporabiti pri vzletu s površine planeta. Vendar, ko so enkrat v vesolju, bi jih lahko uporabili za manevriranje naokoli, če se jim ne mudi hitro pospešiti. Zakaj? Ionski pogoni lahko v prostoru dosežejo visoke hitrosti, vendar potrebujejo zelo dolgo razdaljo, da se sčasoma dosežejo takšne hitrosti.
Prostočasna prednost
Ionski motorji lagodno delujejo svojo čarovnijo. Električne puške pospešijo ione. Če moč za ta pospešek izvira iz sončnih panelov vesoljskega plovila, ga znanstveniki imenujejo "solarno-električni pogon". Sončni paneli velikosti, ki se običajno uporabljajo na trenutnih vesoljskih plovilih, lahko dobavijo le nekaj kilovatov moči.
Sonski ionski motor zato ni mogel konkurirati velikemu potisku kemične rakete. Vendar tipična kemična raketa gori le nekaj minut, medtem ko lahko ionski motor nežno pritiska mesece ali celo leta - dokler sonce sije in dobava pogonskega goriva traja.
Druga prednost nežnega potiska je, da omogoča zelo natančen nadzor vesoljskih plovil, zelo uporaben za znanstvene misije, ki zahtevajo zelo natančno ciljno usmerjanje.
Zagotavljanje mesta ESA v vesolju
Inženirji so ionski motor kot glavni pogonski sistem prvič uporabili z NASA-ino misijo Deep Space 1 med letoma 1998 in 2001. ESA-jeva misija SMART-1, ki naj bi bila predstavljena konec avgusta 2003, bo odšla na Luno in demonstrirala bolj subtilne operacije vrste, ki je potrebna v prihodnjih misijah na dolge razdalje. Ti bodo kombinirali solarno-električni pogon z manevri, ki bodo prvič uporabili gravitacijo planetov in lune.
SMART-1 bo zagotovil neodvisnost Evrope pri uporabi ionskega pogona. Druge vesoljske misije naj bi uporabljale ionske motorje za zapletene manevre blizu Zemljine orbite. Na primer, misija ESA LISA bo zaznala gravitacijske valove, ki prihajajo iz daljnega Vesolja. Pri prihodnjih misijah ESA na planetih bodo uporabljali tudi ionske motorje, ki jih bodo poslali na pot.
Zdaj dejstvo o znanosti
Današnje resničnosti solarno-električnega pogona se morda ne ujemajo s filmsko magijo znanstvenofantastičnih filmov s vesoljskimi letali, ki letijo naokoli po naših kinematografskih zaslonih. Vendar delo ESA na SMART-1 in prihodnjih misijah zagotavlja, da so ionski pogoni bolj znanstveno dejstvo kot znanstvena fantastika.
Izvirni vir: ESA News Release
