Palivovo účinné T6 Ion Thrusters pošlú BepiColombo do Merkuru do roku 2024

Najjednoduchší spôsob, ako vysvetliť výhody prieskumu vesmíru iontovým raketom nad raketou, je porovnať ich v jednoduchom štýle „Korytnačka a zajac“: Čím rýchlejšie z týchto dvoch - v tomto prípade raketa - nie vždy vyhrá preteky, "Zajíc je chemický pohonný systém a misia, kde by ste mohli odpáliť hlavný motor na 30 minút alebo hodinu a potom na väčšinu svojho pobrežia," povedal Michael Patterson, vedúci technolog spoločnosti NASA In-Space Propulsion Technologies. obrátený, "S elektrickým pohonom, je to ako korytnačka, v tom, že idete veľmi pomaly v počiatočnej rýchlosti kozmickej lode, ale budete neustále ťahať po veľmi dlhé trvanie - mnoho tisíc hodín - a potom kozmická loď skončí zdvihol veľmi veľký delta k rýchlosti."

Ionty budú použité v misii Európskej vesmírnej agentúry (ESA) v Merkúre. BepiColombo (snáď najznámejšia britská kozmická loď do dnešného dňa) začne v roku 2017 lietať Venušou v rokoch 2019 a 2020 a bude zachytená gravitáciou Merkur v roku 2024.

Kozmická loď bude používať špeciálne navrhnuté T6 iónové trysky, ktoré umožnia ESA študovať najvnútornejšiu planétu našej galaxie počas trvania misie takmer sedem rokov. Dvaja orbiti z ESA a Japonskej vesmírnej agentúry (JAXA), nasadení BepiColombo, budú tiež schopní analyzovať povrch planéty počas jedného Zeme.

Logistika zdĺhavého výletu by nebola možná bez technológie iontového raketometu, ktorú Patterson už dlhé roky vyvíja ako konštruktér pre misiu Deep Space 1 Dawn agentúry NASA a ako hlavný výskumník na pohonnom systéme Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) spoločnosti NASA. Technológia ponúka oveľa vyššiu palivovú úspornosť, schopnosť pokračovať na dlhších misiách (ako je tá, ktorú vykonáva BepiColombo), a menej nákladný zákazný postup. V súčasnosti, hovorí, 50 percent hmotnosti rakety je venovaných chemickým hnacím látkam.

„S typickými raketovými raketovými motormi míňate polovicu svojho štartovacieho vozidla (hmotnosť) len preto, aby ste mohli umiestniť pohon vo vesmíre, aby ste mohli tlačiť na čokoľvek, čo chcete posunúť na ďalšie miesto,“ hovorí Patterson. „Odstránením tohto systému chemického pohonu na palube kozmickej lode a zavedením elektrického pohonu môžete toto číslo dramaticky zmeniť až na 10, 15 alebo 20 percent celkovej hmotnosti.“

Gridové elektrostatické iónové trysky, podobne ako T6, využívajú ako hnací plyn xenónový plyn. Inžiniersky inžinier ESA Neil Wallace povedal vo svojom vydaní, že za predpokladu, že „rovnaká hmotnosť hnacieho plynu“, môžu motory T6 dokonca zrýchliť na rýchlosť „15-krát väčšiu, než je konvenčná chemická raketa“.

Príchod nákladovo efektívnych spôsobov, ako spustiť rakety, bol, samozrejme, stredobodom pozornosti spoločnosti SpaceX, pretože spoločnosť založená na Elon Musk nedávno ukázala, že môže znovu použiť rakety a pristáť na dronoch v oceáne.

Avšak iónový pohon, ktorý bude prínosom pre náklady na prieskum vesmírneho paliva, pokročil v „ľadových“ rýchlostiach, poukazuje Patterson.

„Aplikačná rýchlosť technológie NASA a Európskej vesmírnej agentúry je dosť nízka,“ hovorí. „Ak hovoríme o spotrebnej elektronike, medzi koncepciou a aplikáciou, trvá deväť až 12 mesiacov. Ďalšie iónové pohonné systémy, ktoré nahrádzajú motory, ktoré som postavil a testoval pred 15 rokmi tento mesiac; hovoríme o najskoršom uplatnení tohto diania v roku 2021. “

NASA tento týždeň ocenila spoločnosť Aerojet Rocketdyne so sídlom v Kalifornii vo výške 67 miliónov dolárov, čo je 36-mesačná zmluva na vývoj solárnych iónových motorov, ktoré by mohli predĺžiť životnosť misií ešte dlhšie ako vysoko účinné iónové motory poháňané palivom na palube BepiColombo.

Pre túto chvíľu budú T6 iónové trysky poháňajúce EAS BepiColombo výlet, spolu s nejakou pomocou od solárnych elektrických a chemických hnacích motorov, dostatočne vynaliezavé na to, aby riadili kozmickú loď pre celú sedemročnú misiu, zatiaľ čo vedci v minulosti mali spoliehať sa na metódu praku pomocou gravitačného ťahu planéty - Marťan štýl.

Misia EAS sa rýchlo blíži a agentúra práve tento týždeň dokončila testovanie nových motorov T6, ktoré sú väčším bratom T5. Patterson hovorí, že NASA bude tiež implementovať niekoľko misií založených na iónových raketách.

Patterson hovorí, že NASA už vykonala orbitálny dohľad nad všetkými „relatívne ľahkými“ objektmi s chemickým pohonom, ale bude potrebovať iónové systémy, aby sa dostali k cieľom vyššej hodnoty, ako sú menšie, ďalej dosahujúce mesiace a asteroidy, ktoré sú ťažšie obiehajúce na obežnú dráhu. stabilné korekčné schopnosti iónového raketometu.

„Teraz sa dostávate k zaujímavejším vedám, ako je vstup na obežnú dráhu mesiacov Saturna alebo Jupitera alebo Marsu a robí zaujímavú vedu, kde je potenciál testovať život inde,“ hovorí Patterson. "To sú ciele vedecky vysokej hodnoty, ale z hľadiska pohonu sú veľmi ťažké."