Silnik jonowy - zasada działania, historia i perspektywy

Głównym problemem w eksploracji kosmosu są ekstremalnie niskie prędkości opracowane przez ludzkość samolot Współczesne rozwiązania mają również ogromne zużycie paliwa. Tak więc, jeśli zbudujesz rakietę i uruchomisz ją, na przykład na Marsie iz powrotem, statek będzie po prostu ogromny. A większość z tego zajmie dokładnie paliwo. Do lądowania na Marsie potrzeba około miliarda ton wysokiej jakości paliwa rakietowego. Na szczęście taki nowoczesny rozwój naukowców, takich jak silnik jonowy, będzie w stanie rozwiązać ten problem w najbliższej przyszłości. Teoretycznie może przyspieszyć do 200 kilometrów na sekundę. Główne zalety można nazwać ogromnie rozwiniętymi prędkościami i małą ilością paliwa. Do działania takiej jednostki, jak silnik jonowy, potrzebna jest tylko energia elektryczna i gaz obojętny. Ma jednak pewne wady, na przykład niską prędkość przyspieszania. Pozwala myśleć o wielu problemach z używaniem silnika w obecności pól grawitacyjnych.

Silnik jonowy: zasada działania

Ze względu na wysokie napięcie gaz jest zjonizowany w specjalnej komorze. Ze względu na te jony gaz zaczyna być wyrzucany z komory i wywołuje apetyt. Ponieważ jednak jest to reakcja łańcuchowa, a siła ciągu wzrasta bardzo powoli i stopniowo, przyspieszenie do 200 km na sekundę zajmie około sześciu miesięcy. Mniej więcej tyle samo czasu będzie na hamowanie. Z drugiej strony, obiektywnie, liczby te są bardzo małe w porównaniu do wydajności nowoczesnych silników kosmicznych, które musiałyby spędzić dwadzieścia razy więcej czasu, aby osiągnąć wyniki o podobnej jakości. Ponadto, gaz obojętny zajmuje setki razy mniej miejsca niż paliwo z rakiet. Jedynym problemem, który jest trudny do rozwiązania, jest dostępność energii elektrycznej. Panele słoneczne nie są po prostu wystarczające do obsługi takich urządzeń, jak silniki jonowe, więc korzystanie z nich reaktor jądrowy. Kolejna wada może być uważana za niską manewrowość. Również głównym problemem jest problem z grawitacją. Będąc w polu Ziemi, silnik po prostu nie zadziała. Z drugiej strony, w warunkach otwartej przestrzeni, nie ma analogów takiego urządzenia jak silnik jonowy.

Trochę historii i perspektyw

W fantastycznej literaturze podobne urządzenia spotykały się dość często. Jednak dopiero w 1960 r. Silnik jonowy został stworzony ręcznie (a raczej przez naukowców z NASA). Nazywało się to urządzeniem elektrostatycznym o szerokim strumieniu. Już na początku lat siedemdziesiątych silniki elektrostatyczne rtęci przeszły testy w warunkach otwartej przestrzeni. Do końca lat siedemdziesiątych generatory Efekt Halla używane w Związku Radzieckim. Jako główny silnik, silnik jonowy był używany w amerykańskim statku kosmicznym w 1998 roku. Następnie w 2003 r. Sonda europejska - japoński statek kosmiczny. Dzisiaj NASA opracowuje słynny projekt o nazwie Prometheus. Do tego celu zbudowano super mocny silnik jonowy napędzany reaktorem jądrowym.