Agenția Spațială Europeană a raportat primul test al unui motor cu raze ion care utilizează aerul din atmosfera din jur ca combustibil. Un comunicat de presă publicat pe site-ul oficial al agenției prevede că, în viitor, astfel de motoare pot fi utilizate în sateliți mici, ceea ce le va permite să funcționeze o perioadă aproape nelimitată de timp pe o orbită cu o altitudine de 200 de kilometri sau mai puțin.
Motoarele cu ioni se bazează pe principiul ionizării particulelor de gaz și accelerația acestora folosind un câmp electrostatic. Datorită caracteristicilor de proiectare, particulele de gaz din astfel de motoare sunt accelerate la viteze mult mai mari decât la motoarele chimice. Motoarele cu ioni sunt capabili să creeze un impuls specific mult mai mare și prezintă un consum de combustibil mai redus, dar au un dezavantaj semnificativ - creează o tracțiune extrem de mică în comparație cu motoarele chimice convenționale. Acesta este motivul pentru care acum motoarele cu ioni sunt rareori utilizate în practică. Exemple recente de utilizare a acestora includ, probabil, nava spațială Dawn, care orbitează în prezent pe planeta pitică Ceres și misiunea BepiColombo de a explora Mercur, care va începe la sfârșitul anului 2018.
Diagrama unui motor cu raion cu aer ramjet.
Configurația standard a propulsorilor cu ioni folosiți astăzi presupune o alimentare cu combustibil, care este de obicei gaz xenon. Există însă și conceptul de motoare cu ion ramjet, care nu a fost niciodată utilizat în misiunile spațiale reale. Diferă de motoarele cu ioni convenționale, deoarece sursa de combustibil nu este o alimentare finită de gaz, care trebuie încărcată în rezervor înainte de lansare, ci direct de aer din atmosfera Pământului sau de un alt corp cu o atmosferă.
În teorie, o mică navă spațială echipată cu un astfel de motor poate fi pe orbită joasă aproape pentru totdeauna, cu o altitudine de 150 de kilometri. În acest caz, frânarea atmosferică va fi compensată de tracțiunea motorului, care atrage aer din această atmosferă.
În 2009, Agenția Spațială Europeană a lansat satelitul GOCE, care, datorită unui motor ionizant permanent cu furnizare de xenon, se află pe orbita de 255 de kilometri de aproape cinci ani. Ca urmare a experimentului, ESA a decis să înceapă să dezvolte un concept de motor cu ion ramjet pentru sateliți similari cu orbită joasă.
Instalație de prelevare de gaze.
Video promotional:
Testul motorului ionic cu xenon ca combustibil.
Prototipul a fost testat în interiorul unei camere de vid. Inițial, xenonul accelerat a fost introdus în instalație. Ca parte a celei de-a doua părți a experimentului, un sistem de oxigen și azot a fost introdus în sistemul de admisie a gazelor, care a simulat compoziția atmosferică la o altitudine de 200 de kilometri. În ultima parte a testului, inginerii au folosit un amestec de aer curat pentru a testa funcționalitatea sistemului în modul principal.
Încercarea motorului ionic cu aer ca combustibil.
Nikolay Khizhnyak