Як влаштований іонний двигун зонда dawn, який летить до Церери новини космосу і космонавтики на
Космічний апарат NASA Dawn провів більше семи років. подорожуючи по Сонячній системі, щоб дослідити астероїд Весту і карликову планету Цереру. Будучи на орбіті Церери, зонд передав нам перші знімки і дані про ці віддалених об'єктах. Але всередині самого Dawn є інший, перший в своєму роді двигун - космічний апарат вперше в історії використовує іонний двигун на електротязі.
Такий іонний двигун повинен буде оснащувати нове покоління космічних апаратів. Електроенергія використовується для створення заряджених частинок палива, зазвичай газу ксенону, і прискорення їх до надзвичайно високих швидкостей. Швидкість звичайних ракет обмежена хімічної енергією, запасеної в молекулярних зв'язках палива, яка обмежує тягу до 5 км / с. Іонні двигуни в принципі обмежені тільки електричною енергією, доступної на кораблі, але заряджені частинки дозволяють розвинути тягу від 15 км / с до 35 км / c.
На практиці це означає, що працюють на електриці двигуни набагато економічніше хімічних, тому можна зберегти велику кількість маси внаслідок забору меншої кількості палива. При вартості запуску одного кілограма маси на навколоземну орбіту в 20 000 доларів, космічний апарат може стати значно дешевше.
Це може бути дуже корисно для комерційних виробників геостаціонарних супутників; електрична силова установка дозволить їм маневрувати, додаючи нові можливості супутникам. Крім того, для наукових місій на кшталт міжпланетних подорожей до зовнішніх регіонах Сонячної системи, електрична тяга може бути єдиною можливою для переміщення корисної наукової апаратури на величезні відстані.
Електросила космосу
Є три основних типи електричних двигунів, в залежності від методу, який використовується для прискорення палива.
Термоелектричні двигуни використовують електроенергію, щоб нагріти паливо, або пропускаючи струм через нагрівальний елемент, або пропускаючи струм через гарячий іонізований газ або саму плазму, до реактивному двигуну.
Електромагнітні двигуни іонізують ракетне паливо, перетворюючи його в електропровідну плазму, яка розганяється при взаємодії з потужним електричним струмом і магнітним полем. Імпульсні плазмові двигуни насправді дуже схожі на електродвигуни.
Електростатичні двигуни використовують електричне поле, що генерується шляхом застосування високої напруги на дві мережі, перфоровані безліччю крихітних дірочок, щоб прискорити паливо. Такий ксенонове двигун (а точніше три таких) і стоїть на зонді Dawn. Інша електростатична конструкція є двигуном на ефекті Холла, який працює схоже, але замість високої напруги генерує електричне поле в вихідний площині двигуна, захоплюючи електрони магнітним полем.
півстоліття створення
Концепція електричної рухової установки існує вже більше 50 років, але завжди вважалася дуже великий ризик, щоб лягти в основу великих проектів. Тільки зараз вона починає набувати реальних застосування. Наприклад, для збереження геостаціонарних супутників на коректної орбіті, щоб протистояти аеродинамічному опору в розрідженій атмосфері в 200 км над поверхнею Землі. Міжпланетні місії на кшталт Deep Space 1 - першої експериментальної місії з використанням іонних двигунів - спочатку задумувалися для демонстрації можливостей технології, але здебільшого успішно виконали покладені на них зобов'язання по дослідженню астероїда 9969 Брайля і комети Бореллі 15 років тому.
майбутні проекти
В даний час всі проекти працюють з використанням ксенонового газу і палива, але шукаються альтернативи, оскільки ксенон дуже дорогий. Але електрична енергія нікуди не дінеться, і в більш довгостроковій перспективі космічні буксири і навіть пілотовані польоти на Марс, в основі яких лежатиме ядерна електрична установка, отримають широке поширення.
Як влаштований іонний двигун зонда Dawn, який летить до Церери? Ілля Хель