آزمایش موتور هوازی ماهواره (+عکس)
آژانس فضایی اروپا یک موتور پیشران الکتریک یونی که از هوا تغذیه می‌کند را در یک اتاق خلاء آزمایش کرد.
موبنا – در حالی که موتورهای یونی یک نیرو محرکه امیدوارکننده برای فضاپیماها در آینده هستند، عمر کاری آنها محدود به میزان سوختی است که می‌توانند حمل کنند.
در حال حاضر، دانشمندان در آژانس فضایی اروپا(ESA) یک نوع جدید از موتورهای الکتریکی که از هوا تغذیه می‌کنند، آزمایش کردند که می‌توانند ماهواره‌ها را به مدت طولانی در مدار نگه دارند و انحراف را کاهش دهند.
طراحی این موتور براساس چیزی است که به عنوان یک موتور دالانی شناخته می‌شود که از میدان‌های الکتریکی و مغناطیسی برای یونیزه کردن گازها (معمولا گاز زنون) قبل از خارج کردن این یون‌ها از پشت برای تولید رانش استفاده می‌کند.
این سیستم بسیار پاک‌تر، ایمن‌تر، کم مصرف‌تر و مقرون به صرفه‌تر از موشک‌های سنتی است، اما رانش و شتاب تولید شده خیلی قدرتمند نیست.
نقطه قوت این سیستم کارایی آن در بلند مدت و مصرف آهسته سوخت است.
ناسا به تازگی یکی از قوی‌ترین موتورهای یونی که تا به حال ساخته شده است را آزمایش کرد که ممکن است یک روز انسان را به مریخ منتقل کند.
اما این فناوری همچنین می‌تواند به کارایی بیشتری حتی در زندگی روزمره برسد.
ماهواره آژانس فضایی اروپا و جستجوگر “GOCE” بیش از چهار سال با یک پیشران الکتریکی در حال پرواز بود تا آن که ذخایر سوخت آن در اکتبر ۲۰۱۳ تمام شد.
این تاریخ انقضا، موضوع اصلی بود که گروه می‌خواست با طراحی جدید آن را برطرف کند. اکنون به جای این که این موتورها یک منبع سوخت محدود را حمل کنند، موتور جدید، سوخت خود را از هوای اطراف خود می‌گیرد.
هنگامی که هوا وارد این موتور می‌شود، مولکول‌های هوا فشرده می‌شوند تا زمانی که گرم شده و تبدیل به پلاسمای یونیزه شوند. سپس به آنها یک بار الکتریکی برای سرعت بخشیدن به آنها و خروج از موتور برای تولید رانش داده می‌شود.
“لوئیس والپوت” یکی از پژوهشگران ESA در این پروژه می‌گوید: این پروژه با طراحی بدیع شروع شد تا مولکول‌های هوا را به عنوان سوخت از بالاترین نقطه جو زمین در حدود ۲۰۰ کیلومتری و با سرعت معمول ۷.۸ کیلومتر بر ثانیه استفاده کند.
این نوع موتور هوازی می‌تواند ماهواره‌ها را برای مدت طولانی فعال نگه دارد، اما این تنها مزیت آن نیست، بلکه به دلیل بی‌نیازی از حمل سوخت‌هایی نظیر گاز زنون موجب می‌شود وزن ماهواره کاسته شود.
پس از شبیه‌سازی کامپیوتری گسترده، گروه محققان نمونه اولیه را ساخته و آن را در یک محفظه خلاء آزمایش کرد که شرایط و محیط ارتفاع ۲۰۰ کیلومتری را شبیه‌سازی می‌کرد.
مولکول‌های ورودی به وسیله مولد جریان ذرات به سمت دستگاه حرکت می‌کردند.
اولین آزمایش از سوخت زنون به صورت ضمنی استفاده کرد تا مطمئن شود که موتور می‌تواند به طور مستمر روشن بماند. پس از آن، گروه مقداری از زنون را با یک مخلوط نیتروژن-اکسیژن هوا جایگزین کرد.
“والپوت” می‌گوید: هنگامی که رنگ آبی حاصل از سوختن زنون تبدیل به رنگ بنفش شد، فهمیدیم که موفق شده‌ایم. در نهایت، سیستم به طور مکرر تنها با هوا کار کرد تا این مفهوم را اثبات کند.
محققان می‌گویند که طراحی جدید می‌تواند ماهواره‌ها را برای مدت زمان طولانی در مدارهای بسیار نزدیک به زمین فعال نگه دارد و در نهایت می‌تواند در جو سیارات دیگر مانند مریخ کار کند.
“والپوت” افزود: این نتیجه به این معنی است که نیروی الکتریکی هوازی دیگر صرفا یک نظریه نیست، بلکه یک مفهوم ملموس و کارآمد است که آماده توسعه است تا یک روز به عنوان پایه جدید ماموریت‌ها استفاده شود.
منبع: ایسنا
