naukaWiadomości promowane

Kosmiczny holownik

Współczesne statki kosmiczne zużywają większość swojego paliwa tylko po to, by wyrwać się z uścisku ziemskiej grawitacji. Nowa propozycja NASA zakłada zmniejszenie ilości zużywanego paliwa o połowę dzięki zastosowaniu kosmicznych holowników wyposażonych w silniki jonowe, które wynosiłyby statki i satelity na orbitę geostacjonarną.

Kosmiczne holowniki miałyby wykorzystywać system Solar Electric Propulsion – czyli silniki jonowe czerpiące niezbędną do działania energię z baterii słonecznych. Silniki jonowe to rodzaj silnika rakietowego, który jednak działa w trochę inny sposób niż stosowane powszechnie silniki na paliwo chemiczne.

Te drugie działają spalając mieszankę paliwa i tlenu, których zbiorniki znajdują się na pokładzie statku. Spaliny wyrzucane są przez dysze silnika w przestrzeń, dzięki czemu pojazd porusza się do przodu. Silniki jonowe wykorzystują tę samą zasadę, jednak ich ciąg oraz impuls całkowity generowane są przy pomocy jonów rozpędzonych do dużych prędkości w wyniku oddziaływania elektromagnetycznego.

Powstały w ten sposób ciąg nie jest tak duży jak w przypadku silników chemicznych, jednak silnik jonowy może pracować przez bardzo długi czas, generując dużo większy impuls całkowity. Minusem silników jonowych jest fakt, że do pracy potrzebują dużych ilości energii. Przykładowo silnik HiPEP, zaprojektowany dla sondy Jupiter Icy Moons Orbiter potrzebował do pracy 20-50 kW
energii elektrycznej. Ponieważ baterie o odpowiedniej pojemności byłyby bardzo ciężkie, do dostarczanie elektryczności wykorzystuje się ogniwa fotowoltaiczne, które zapewniaja odpowiednie ilości elektryczności podczas wieloletnich misji.

W zeszłym roku NASA przyznała granty po 3 miliony dolarów firmom Analytical Mechanics Associates, Ball Aerospace & Technologies, Boeing, Lockheed Martin, and Northrop Grumman na przeprowadzenie 4 miesięcznych studiów nad wykorzystaniem technologii SEP do wynoszenia ładunków z niskiej orbity okołoziemskiej (LEO) na orbitę geostacjonarną (GEO) i dalej do punktu Lagrange pomiędzy Ziemią a Księżycem (EML 1). Ten ostatni jest miejscem, w którym siły grawitacyjne Ziemi i Księżyca znoszą się, co sprawia, że jest idealny do wznoszenia dużych konstrukcji kosmicznych ponieważ nie istnieje niebezpieczeństwo, że konstrukcja taka wejdzie ponownie w atmosferę ziemską.

Wykorzystanie kosmicznych holowników napędzanych jonowymi silnikami SEP mogłoby sprawić, że całe przedsięwzięcie stałoby się kilkukrotnie tańsze. Drugie stopnie rakiet na paliwo chemiczne stałyby się zbędne a kosmiczne holowniki wymagałyby jedynie sporadycznego uzupełniania zbiorników z gazem.

Northrop Grumman ogłosił, że pracuje nad napędem SEP, który może mieć moc nawet do 300 kW. Mógłby on być bardzo przydatny do badania asteroid znajdujących się relatywnie blisko Ziemi, jak również do badania dalszych rejonów kosmosu. Aerojet rozpatruje możliwość wykorzystania technologii SEP podczas planowanego projektu Orion. „Przykładowo pojazd SEP o mocy 25-40 kW mógłby umieścić habitat mieszkalny na L2, który pomagałby podczas pierwszych misji Orion. Takie rozwiązanie zapewniłoby punkt wypadowy przed wyprawą w głęboki kosmos, a L2 jest świetną stacją przesiadkową przed dalszą eksploracją układu słonecznego” powiedział Julie Van Kleeck, Wiceprezes Aerojet Space & Launch System w wywiadzie dla NASASpaceflight.com.

[GizmagIon Thruster WikiNASA SpaceflightParabolic Arc]


podobne treści