Obrazový kredit: ESA
Mise Evropské kosmické agentury SMART-1 použije revoluční iontový motor, který jí pomůže hledat důkazy o tom, že Měsíc vznikl po násilném střetu menší planety se Zemí. Ionový motor pracuje tak, že urychluje ionizované částice plynu v konstantním proudu po měsíce nebo dokonce roky. Přestože je tah velmi nízký, je velmi účinný a vyžaduje zlomek paliva, který používají tradiční rakety.
Fanoušci sci-fi filmů vědí, že pokud chcete cestovat na krátkou vzdálenost od své domovské planety, použijte podsvětelný „iontový pohon“. Je však taková vědecká fantastika s iontovým pohonem nebo vědecká skutečnost?
Odpověď leží někde mezi tím. Iontové motory sahají nejméně do roku 1959. Dva iontové motory byly dokonce testovány v roce 1964 na americkém satelitu SERT 1 - jeden byl úspěšný, druhý nebyl.
Princip je jednoduše konvenční fyzika - berete plyn a ionizujete, což znamená, že mu dáváte elektrický náboj. To vytváří spolu s elektrony kladně nabité ionty plynu. Ionizovaný plyn prochází elektrickým polem nebo sítem v zadní části motoru a ionty opouštějí motor a vytvářejí tah v opačném směru.
Velmi úsporná na palivo
Pracují v blízkém vakuu vesmíru iontové motory vystřelují hnací plyn mnohem rychleji než tryska chemické rakety. Poskytují tedy desetkrát tolik tahu na kilogram použité pohonné hmoty, díky čemuž jsou „energeticky úsporné“.
I když jsou účinné, iontové motory jsou zařízení s velmi nízkým tahem. Množství zatlačení, které získáte za množství použitého paliva, je velmi dobré, ale netlačí příliš silně. Například by je astronauti nikdy nemohli použít k vzletu povrchu planety. Jakmile je však ve vesmíru, mohli je použít k manévrování kolem, pokud nejsou ve spěchu, aby rychle zrychlili. Proč? Iontové jednotky se mohou dostat do vysokých rychlostí ve vesmíru, ale potřebují velmi dlouhou vzdálenost, aby se v průběhu času zvýšily na takové rychlosti.
Klidná výhoda
Iontové motory pracují svou magií poklidným způsobem. Elektrické zbraně urychlují ionty. Pokud síla pro toto zrychlení pochází ze solárních panelů kosmické lodi, vědci to nazývají „solárně-elektrický pohon“. Solární panely o velikosti obvykle používané na současné kosmické lodi mohou dodávat jen několik kilowattů energie.
Solární iontový motor proto nemohl konkurovat velkému tahu chemické rakety. Typická chemická raketa však hoří jen několik minut, zatímco iontový motor může pokračovat v jemném tlaku měsíce nebo dokonce roky - pokud svítí Slunce a trvá zásoba pohonné hmoty.
Další výhodou jemného tahu je to, že umožňuje velmi přesné ovládání kosmické lodi, velmi užitečné pro vědecké mise, které vyžadují vysoce přesné zaměření na cíl.
Zajištění místa ESA ve vesmíru
Inženýři testovali iontový motor jako hlavní pohonný systém poprvé pomocí mise NASA Deep Space 1 v letech 1998 až 2001. Mise SMART-1 ESA, která má být zahájena na konci srpna 2003, půjde na Měsíc a prokáže jemnější operace druh potřebný pro budoucí dálkové mise. Budou kombinovat solárně-elektrický pohon s manévry s využitím gravitace planet a měsíců poprvé.
SMART-1 zajistí nezávislost Evropy při používání iontového pohonu. Očekává se, že další vesmírné vědecké mise použijí iontové motory pro složité manévry blízké oběžné dráze Země. Například mise ESA LISA detekuje gravitační vlny přicházející ze vzdáleného vesmíru. Budoucí mise ESA na planetách budou také používat iontové motory, aby je posílaly na cestu.
Nyní vědecká skutečnost
Dnešní realita solárního elektrického pohonu nemusí odpovídat filmové magii sci-fi filmů s kosmickou lodí létající na našich filmových plátnech. Práce ESA na SMART-1 a budoucích misích však zajišťuje, že iontové pohony jsou nyní více vědeckou skutečností než sci-fi.
Původní zdroj: ESA News Release
