NASAs NESTE ion-stasjon slår verdensrekord og vil til slutt drive interplanetære oppdrag

NASA

Beviser nok en gang det Star Trek var skummelt forutgående, har NASA kunngjort at NEXT ion-stasjonen - NASAs Evolutionary Xenon Thruster - har operert kontinuerlig i over 43.000 timer (fem år). Dette er en viktig utvikling, ettersom ionepropeller er festet som en av de beste måtene å drive langsiktige romfartsoppdrag til andre planeter og solsystemer. Med en bevist levetid på minst fem år gjorde NEXT-motorer bare et veldig stort skritt mot å drive NASAs neste generasjons romfartøy.



Ionpropellere fungerer, som navnet antyder, ved å skyte ioner (ladede atomer eller molekyler) ut av en dyse i høy hastighet (bildet ovenfor). I tilfelle av NESTE , betjeningen er ganske enkel. Xenon (edelgass) sprøytes inn i et kammer. En elektronpistol (tenk katodestrålerør) skyter elektroner mot xenonatomer, og skaper et plasma av negative og positive ioner. De positive ionene diffunderer til baksiden av kammeret, der høyt ladede gassrister griper ionene og driver dem ut av motoren, og skaper trykk. Energien til å drive elektronpistolen kan enten komme fra solcellepaneler, eller fra en radioisotop termoelektrisk generator (dvs. et atombatteri, akkurat som Curiosity ).



Et diagram over en elektrostatisk ionepropeller (som i NASA

Et diagram over en elektrostatisk ionepropeller (som i NASAs NESTE, og de fleste andre ionepropeller)



Ulempen med ionepropeller er imidlertid at mengden frembrakt skyvekraft er liten: Toppmoderne ionepropeller kan levere totalt 0,5 newton skyvekraft (tilsvarende kraften til noen få mynter som skyver ned på hånd), mens kjemiske thrustere (som driver omtrent hvert romfartøy som noensinne er lansert) på en satellitt eller sonde leverer hundrevis eller tusenvis av newton. Baksiden av dette, skjønt - og grunnen til at ionepropeller er så interessante - er at de har en drivstoffeffektivitet som er 10 til 12 ganger større enn kjemiske thrustere. Tydeligvis er drivstoffeffektivitet veldig viktig for lange turer gjennom verdensrommet.

Med et slikt trykk, vil en NESTE-basert ionedrev trenge å gå i 10 000 timer - litt over et år - for å nå en passende hastighet for romfart. Dawn, en NASA-sonde som drives av forrige generasjon NSTAR-ionepropeller, akselerert fra 0 til 60 km / t på fire dager. Som en følge fungerer bare ionepropellere i det hele tatt på grunn av verdens nærmeste vakuum; hvis det i det hele tatt var noen friksjon, som her på jorden, ville en ionedrev være ubrukelig. Den gode nyheten er imidlertid at den (eventuelle) maksimale hastigheten til et romfartøy som drives av en ionestasjon, er i området 200.000 miles i timen (321.000 km / t).



Fremover er det nå å se om NASA vil bruke NESTE på et faktisk romfartøy. I 2011 la NASA ut en forespørsel om forslag til et testoppdrag som sannsynligvis vil bruke en NESTE motor, og antagelig, etter denne vellykkede motortesten, kan vi snart høre flere nyheter om det. Andre romfartsorganisasjoner, inkludert ESA, jobber også med romfartøyer som drives av ionepropeller.