Kujutise krediit: ESA
Euroopa Kosmoseagentuuri missioon SMART-1 kasutab revolutsioonilist ioonmootorit, mis aitab leida tõendeid selle kohta, et Kuu tekkis pärast väiksema planeedi vägivaldset kokkupõrget Maaga. Ioonmootor töötab kiirendades ioniseeritud gaasiosakesi konstantse vooluna kuude või isegi aastate jooksul. Ehkki tõukejõud on väga väike, on see väga tõhus ja nõuab osa kütust, mida traditsioonilised raketid kasutavad.
Ulmefilmide fännid teavad, et kui soovite oma koduplaneedilt lühikesi vahemaid läbida, kasutaksite alamvalgustuse ioonülekannet. Kas selline ioonülekanne on aga ulme või ulme?
Vastus peitub kuskil vahepeal. Ioonmootorid pärinevad vähemalt aastast 1959. Kahte ioonmootorit katsetati isegi 1964. aastal Ameerika SERT 1 satelliidil - üks oli edukas, teine mitte.
Põhimõte on lihtsalt tavaline füüsika - võtate gaasi ja ioniseerite selle, mis tähendab, et annate sellele elektrilaengu. See loob positiivselt laetud gaasi ioone koos elektronidega. Ioniseeritud gaas läbib mootori taga asuvat elektrivälja või ekraani ja ioonid lahkuvad mootorist, tekitades tõuke vastassuunas.
Väga kütusesäästlik
Kosmose peaaegu vaakumis töötades lasevad ioonmootorid raketikütuse gaasi välja palju kiiremini kui keemilise raketi joa. Seetõttu annavad need kasutatud raketikütuse kilogrammi kohta kümme korda rohkem tõukejõudu, muutes need väga kütusesäästlikuks.
Ehkki need on tõhusad, on ioonmootorid väga madala tõukejõuga seadmed. Kasutatava raketikütuse koguse eest saate väga palju tõuke, kuid need ei suru väga tugevalt. Näiteks ei saanud astronaudid neid kunagi planeedi pinna eemaldamiseks kasutada. Kosmoses olles võiksid nad neid kasutada ümber manööverdamiseks, kui nad ei kiirusta kiirendamist. Miks? Iooniajamid võivad kosmoses küll kiireks saada, kuid aja jooksul sellise kiiruse saavutamiseks on vaja väga pikka vahemaad.
Vaba aja eelis
Ioonmootorid töötavad oma võlu rahulikult. Elektripüstolid kiirendavad ioone. Kui selle kiirenduse jõud tuleb kosmoselaeva päikesepaneelidest, nimetavad teadlased seda „päikeseelektriliseks tõukejõuks”. Päikesepaneelid, mida tavaliselt kasutatakse praegustel kosmoselaevadel, saavad toita vaid paar kilovatti.
Päikeseenergial töötav ioonmootor ei saaks seetõttu võistelda keemilise raketi suure tõukejõuga. Tüüpiline keemiline rakett põleb aga vaid mõni minut, samal ajal kui ioonmootor võib suruda õrnalt kuudeks või isegi aastateks - seni, kuni päike paistab ja raketikütuse tarnimine kestab.
Veel üks õrna tõuke eelis on see, et see võimaldab kosmoselaevade väga täpset juhtimist, mis on väga kasulik teaduslikel missioonidel, mis nõuavad ülitäpset sihtmärgi suunamist.
ESA koha kosmose tagamine
Insenerid testisid ioonmootorit peamise tõukejõusüsteemina esimest korda, kasutades NASA missiooni Deep Space 1 missioonil aastatel 1998 kuni 2001. ESA missioon SMART-1, mis peaks käivituma 2003. aasta augusti lõpus, läheb Kuule ja demonstreerib peenemaid operatsioone seda, mida on vaja tulevaste pikamaamissioonide jaoks. Need ühendavad päikeseelektrilise tõukejõu manöövritega, kasutades esimest korda planeetide ja kuude raskust.
SMART-1 tagab ioonjõu kasutamisel Euroopa iseseisvuse. Eeldatavasti kasutavad muud kosmoseteaduse missioonid ioonmootoreid keerukate manöövrite jaoks Maa orbiidi lähedal. Näiteks ESA missioon LISA tuvastab gravitatsioonilained, mis tulevad kaugest universumist. ESA tulevased missioonid planeetidele kasutavad nende teele saatmiseks ioonmootoreid.
Nüüd teaduse fakt
Päikeseelektrilise tõukejõu tänapäeva reaalsus ei pruugi kokku sobida sci-fi filmide filmimaagiaga meie kinoekraanidel ringi lendavate kosmoselaevadega. ESA töö SMART-1 ja tulevaste missioonide kallal tagab aga, et iooniajamid on nüüd rohkem ulme kui ulme.
Algne allikas: ESA pressiteade
