European Space Agency har rapportert om den første testen av en ramjet-ion-motor som bruker luft fra den omkringliggende atmosfæren som drivstoff. I en pressemelding publisert på byråets offisielle nettsted heter det at slike motorer i fremtiden kan brukes i små satellitter, noe som vil tillate dem å operere i nesten ubegrenset tid i en bane med en høyde på 200 kilometer eller mindre.
Ionmotorer er basert på prinsippet om ionisering av gasspartikler og deres akselerasjon ved bruk av et elektrostatisk felt. På grunn av designfunksjonene akselereres gasspartikler i slike motorer til mye høyere hastigheter enn i kjemiske motorer. Ionmotorer er i stand til å skape en mye høyere spesifikk impuls og viser lavere drivstofforbruk, men de har en betydelig ulempe - de skaper ekstremt lavt trykk sammenlignet med konvensjonelle kjemiske motorer. Det er derfor nå sjelden ionemotorer brukes i praksis. Nylige eksempler på deres bruk inkluderer kanskje romfartøyet Dawn, som i øyeblikket går i bane rundt dvergplaneten Ceres, og BepiColombo-oppdraget for å utforske Mercury, som begynner på slutten av 2018.
Diagram over en ramjet air ion-motor.
Standardkonfigurasjonen av ionetrustere som brukes i dag forutsetter tilførsel av drivstoff, som vanligvis er xenongass. Men det er også konseptet med ramjet ion-motorer, som aldri har blitt brukt i reelle romoppdrag. Det skiller seg fra konvensjonelle ionemotorer ved at drivstoffkilden ikke er en begrenset tilførsel av gass, som må lastes i tanken før utsetting, men direkte luft fra jordens atmosfære eller et annet organ med en atmosfære.
I teorien kan et lite romfartøy utstyrt med en slik motor være i lav bane nesten for alltid med en høyde på 150 kilometer. I dette tilfellet vil atmosfærisk bremsing kompenseres av drivkraften fra motoren, som trekker luft fra denne atmosfæren.
Tilbake i 2009 lanserte det europeiske romfartsorganet GOCE-satellitten, som takket være en alltid-på-ion-motor med tilførsel av xenon har vært i 255 kilometer bane i nesten fem år. Som et resultat av eksperimentet bestemte ESA seg for å begynne å utvikle et konsept for en ramjet-ion-motor for lignende satellitter med lav bane.
Installasjon av gassprøvetaking.
Salgsfremmende video:
Test av ionmotorer med xenon som drivstoff.
Prototypen ble testet inne i et vakuumkammer. Opprinnelig ble akselerert xenon matet inn i installasjonen. Som en del av den andre delen av forsøket ble en blanding av oksygen og nitrogen ført inn i gassinntakssystemet, som simulerte den atmosfæriske sammensetningen i en høyde av 200 kilometer. I den siste delen av testen brukte ingeniører en ren luftblanding for å teste systemets funksjonalitet i hovedmodus.
Test av ionmotorer med luft som drivstoff.
Nikolay Khizhnyak