Európska vesmírna agentúra oznámila prvú skúšku nárazového iónového motora, pri ktorom sa ako palivo používa vzduch z okolitej atmosféry. V tlačovej správe uverejnenej na oficiálnej webovej stránke agentúry sa uvádza, že v budúcnosti sa tieto motory môžu používať v malých satelitoch, čo im umožní fungovať takmer neobmedzené množstvo času na obežnej dráhe s nadmorskou výškou 200 kilometrov alebo menej.
Iónové motory sú založené na princípe ionizácie častíc plynu a ich urýchľovania pomocou elektrostatického poľa. Vďaka konštrukčným vlastnostiam sú častice plynu v týchto motoroch zrýchľované na oveľa vyššie rýchlosti ako v chemických motoroch. Iónové motory sú schopné vytvárať oveľa vyšší špecifický impulz a vykazujú nižšiu spotrebu paliva, majú však jednu významnú nevýhodu - v porovnaní s konvenčnými chemickými motormi vytvárajú extrémne nízky ťah. To je dôvod, prečo sa iónové motory v súčasnosti používajú zriedka v praxi. Medzi najnovšie príklady ich použitia patrí kozmická loď Dawn, ktorá v súčasnosti obieha trpasličiu planétu Ceres, a misia BepiColombo s cieľom preskúmať Merkúr, ktorý sa začne koncom roka 2018.
Schéma prúdového iónového motora.
V štandardnej konfigurácii používaných iónových hnacích zariadení sa dnes predpokladá dodávka paliva, ktorým je zvyčajne xenónový plyn. Existuje však aj koncept ramjetových iónových motorov, ktorý sa nikdy nepoužíval v skutočných vesmírnych misiách. Od bežných iónových motorov sa líši tým, že zdrojom paliva nie je obmedzená dodávka plynu, ktorý musí byť naložený pred tankom, ale priamo vzduch zo zemskej atmosféry alebo iného tela s atmosférou.
Teoreticky môže byť malá kozmická loď vybavená takýmto motorom na nízkej obežnej dráhe takmer navždy s nadmorskou výškou 150 kilometrov. V tomto prípade bude atmosférické brzdenie kompenzované ťahom motora, ktorý odoberá vzduch z tejto atmosféry.
Európska vesmírna agentúra spustila v roku 2009 satelit GOCE, ktorý vďaka stále zapnutému iónovému motoru s dodávkou xenónu už takmer päť rokov stojí na obežnej dráhe s dĺžkou 255 kilometrov. V dôsledku experimentu sa ESA rozhodla začať vyvíjať koncepciu ramjetového iónového motora pre podobné satelity s nízkou obežnou dráhou.
Zariadenie na odber vzoriek plynu.
Propagačné video:
Skúška iónovým motorom s xenónom ako palivom.
Prototyp bol testovaný vo vákuovej komore. Spočiatku bol do zariadenia privádzaný urýchlený xenón. V rámci druhej časti experimentu sa do systému na prívod plynu privádzala zmes kyslíka a dusíka, ktorá simulovala zloženie atmosféry v nadmorskej výške 200 kilometrov. V poslednej časti testu inžinieri použili zmes čistého vzduchu na testovanie funkčnosti systému v hlavnom režime.
Skúška iónovým motorom so vzduchom ako palivom.
Nikolay Khizhnyak