پیشرانههای یونی راه را به سوی مریخ هموار می‌کنند
سفر به مریخ با پیشرانههای سوختی همواره یکی از دغدغههای دانشمندان بوده، اما با طراحی نسل جدید پیشرانههای یونی سفر به اعماق فضا دیگر امری محال نیست، با همراه شوید تا به بررسی پیشرانههای یونی بپردازیم.
عملکرد پیشرانههای شیمیایی بسیار ساده است، سوخت پس از احتراق به سرعت از موشک فضایی خارج میشود و بنابر قانون دوم نیوتن (عمل و عکس العمل)، راکت شروع به حرکت میکند، اما عملکرد پیشرانههای یونی متفاوت است، در این پیشرانهها با شارژ شدن الکترودها، یونها با بار مثبت از آند به کاتد حرکت می‌کنند، اما برای آن که جذب آند نشوند توسط پرتویی از الکترونها مورد تابش قرار میگیرند و سپس با خروج از پیشرانه، موجب حرکت موشک میشوند.
هرچند پیشرانههای نسل قبل، کار خود را به درستی انجام میدادند اما استفاده از الکترودهای فیزیکی، هزینه و اصطحلاک بالایی را در پی داشت، بنابراین دانشمندان مدل جدیدی از پیشرانهها را با استفاده از الکترودهای مجازی طراحی کردند.
دراین طرح، از اجتماع الکترونها که توسط میدان مغناطیسی به دام افتاده بودند، کاتد به صورت مجازی تشکیل میشود، از طرف دیگر به علت سنگینتر بودن یونها از الکترونها، آنها در دام میدان مغناطیسی گرفتار نمیشوند و پس از خنثی شدن توسط پرتوی مغناطیسی، به سمت خروجی پیشرانه رفته و باعث حرکت موشک میشود.
طراحی قبلی پیشرانههای یونی قدم بزرگی در اجرای ماموریتهای فضایی بود اما به دلیل استفاده از میدان مغناطیسی در کنار آند، زمان ماموریتهای فضایی به ۱۰.۰۰۰ ساعت محدود میشد و حتی با این پیشرانهها، سفر به مریخ نیز قابل اجرا نبود.
این موضوع باعث شد تا دانشمندان در مرکز تحقیقات فرانسه بر روی طرحهای جدید این پیشرانهها کار کنند، در قدم اول با تغییر دادن محل تولید کنندهی میدان مغناطیسی در بالای آند سعی بر بهبود زمان استفاده از پیشرانه داشتند، اما با تداخل میدان مغناطیسی منتشر شده از آند این امر محقق نشد.
در طرح دوم با تغییر محل لولهی تولید کننده میدان مغناطیسی توانستند به هدف خود برسند و از تداخل امواج میدان مغناطیسی جلوگیری کنند که این تغییر باعث بهبود کارایی سیستم شد.
پیشرانههای یونی جدید با کاهش چشمگیر مصرف سوخت و در نتیجه وزن فضاپیما، باعث میشوند تا ماموریتهای دورتر از مریخ نیز به راحتی قابل اجرا باشد.
منبعGizmodo
