דלק יעיל T6 Thoners יון שלח BepiColombo למרקורי על ידי 2024

BepiColombo - orbit and timeline

BepiColombo - orbit and timeline
Anonim

הדרך הפשוטה ביותר להסביר את חקר החלל תועלת של יון thruster על רקטה היא להשוות אותם פשוט "צב ואת הארנבת" סגנון: מהר יותר של שני - במקרה זה, הרקטה - לא תמיד לנצח את המירוץ.

"הארנב הוא מערכת הנעה כימית ומשימה שבה אתה עלול לירות את המנוע הראשי במשך 30 דקות או שעה ולאחר מכן עבור רוב המשימה לך החוף", אומר מייקל Patterson, בכיר בטכנולוגיית ההנעה בחלל של נאס"א הפוך. "עם הנעה חשמלית, זה כמו צב, כי אתה הולך איטי מאוד את מהירות החללית הראשונית אבל אתה ברציפות דחף במשך זמן רב מאוד - אלפי שעות רבות - ואז החללית בסופו של דבר להרים דלתא גדול מאוד למהירות.

Ioners throners ישמשו במשימה של סוכנות החלל האירופית (ESA) למרקורי. ה- BepiColombo (אולי החללית הבריטית הבריטית ביותר עד כה) תשיק בשנת 2017, טס על ידי ונוס ב 2019 ו -2020, ותילכד על ידי כוח הכבידה של מרקורי ב -2024.

חללית ישתמשו במיוחד T6 יון thrusters שיאפשר ESA ללמוד הכוכב הפנימי של הגלקסיה שלנו על משך המשימה של כמעט שבע שנים. שני מסלולי ESA ו סוכנות החלל היפנית (JAXA) פרוסים על ידי BepiColombo יוכלו גם לנתח את פני השטח של כדור הארץ במשך שנה אחת כדור הארץ.

הלוגיסטיקה של המסע הארוך לא תהיה אפשרית ללא טכנולוגיית יון, אשר פטרסון כבר פיתח במשך שנים כמתכנן המהנדסים למשימה של "החלל העמוק 1" של נאס"א והחוקר הראשי על מערכת ההנעה האבולוציונית של נס"א Xenon Thruster (NEXT) של נאס"א. הוא אומר שהטכנולוגיה מציעה יעילות דלק גבוהה בהרבה, היכולת להמשיך במשימות ארוכות יותר (כמו זו שמבוצעת על ידי BepiColombo), ופחות מכך עלות ההנעה ההליך. כיום, 50% ממסת הרקטות מוקדשים לדחפים כימיים.

"עם אופני טילים טיפוסיים אתה מבלה חצי מהרכב ההשקה שלך (מסה) רק כדי להציב את החלל בחלל כדי לדחוף את כל מה שאתה רוצה לדחוף למקום הבא", אומר פטרסון. "על ידי ביטול מערכת הנעה כימית זו על גבי החללית והכנסת הנעה חשמלית, ניתן לשנות את המספר הזה באופן דרמטי ל -10, 15 או 20 אחוז מהמסה הכוללת".

צנטריפוגות יון אלקטרוסטטיות מגולחות, כמו ה- T6, משתמשות בגז קסנון כתדלן. מהנדס ההנעה של ה- ESA, ניל וואלאס, אמר בהודעה כי בהנחה ש"אותה מסה של דחף ", גם טרנזירי T6 יכולים אפילו להאיץ במהירות" 15 פעמים יותר מאשר מקדם כימי קונבנציונאלי ".

הדרך להפעלת רקטות, כמובן, היתה מוקד ה- SpaceX, כפי שהוכיחה לאחרונה חברת "אילוף מוסק", כי היא מסוגלת לעשות שימוש חוזר בטילים ולנחת אותם על גבי מטוסים בלתי מוכרים.

עם זאת, הנעה יון, אשר יהיה ברכה לחקר עלויות הדלק, התקדמה במהירויות "קרחוני", מציין פטרסון.

"קצב היישום של הטכנולוגיה על ידי נאס"א ועל ידי סוכנות החלל האירופית הוא בקצב נמוך למדי", הוא אומר. "אם אנחנו מדברים על מוצרי צריכה אלקטרוניים, בין קונספט ליישום, זה לוקח 9-12 חודשים. מערכות הנעה היוניות הבאות, המחליפות את המנועים שבניתי ונבדקו לפני 15 שנה בחודש זה; אנחנו מדברים על היישום המוקדם ביותר של זה קורה ב 2021."

נאס"א, השבוע, העניקה לחברה את חברת Aerojet Rocketdyne שבסיסה בקליפורניה, בהיקף של 67 מיליון דולר, 36 חודשים להפעלת מנועי יון המופעלים על ידי השמש, אשר עשויים להאריך את חיי המשימות עוד יותר ממנוע יון המופעל על ידי דלק על גבי ה- BepiColombo.

נכון לעכשיו, T6 יון thrusters המניעים Epi של BepiColombo הנסיעה, יחד עם קצת עזרה מן השמש- electric חשמלי ו דחף propellant, יהיה בעל תושייה מספיק כדי לנווט את החללית עבור כל שבע שנים המשימה, ואילו מדענים, בעבר, היה כדי להסתמך על שיטת הקלע באמצעות כוח המשיכה של כוכב הלכת - המאדים בסגנון.

המשימה של EAS הוא מתקרב במהירות סוכנות השלימה רק בדיקה של t6ers החדש T6, שהם האח הגדול T5, השבוע. לדברי פטרסון, נאס"א תפעיל גם כמה משימות מבוססות יונים בשנות ה -20.

פטרסון אומר כי נאס"א כבר ערכה מעקב מסלולי אחר כל החפצים "הקלים יחסית" עם הנעה כימית, אך היא זקוקה למערכות יוניות כדי להגיע ליעדים בעלי ערך גבוה יותר, כגון ירחים קטנים יותר, רחוקים יותר, ואסטרואידים שקשה יותר למסלולם ללא יכולות מתקנות קבוע של יון thruster.

"עכשיו, אתה מקבל מדע מעניין יותר כמו להיכנס למסלולים של הירחים של סטורן או יופיטר או מאדים ועושה מדע מעניין שבו יש פוטנציאל לבדיקת החיים במקומות אחרים", אומר פטרסון. "אלה מטרות מדעיות בעלות ערך גבוה, אבל הם באמת קשה לעשות מנקודת מבט הנעה."