Rakete
su se od po�etka koristile za izbacivanje satelita, letjelica
i ljudi zajedno s njima u Zemljinu orbitu. No, rakete sa
motorima na kemijski pogon tro�e iznimno velike koli�ine
goriva, bez obzira �to stvaraju ogroman potisak. Nove tehnologije
omogu�ile su nam nove raketne pogone. Najnoviji pogon koji
je u upotrebi je ionski pogon. On razvija malen potisak,
ali omogu�ava veliku kona�nu brzinu. Bazira se na relativno
jednostavnom principu rada: ioni nekog relativno te�kog
plemenitog plina (na primjer ksenona) se pomo�u visokog
napona u re�etki kroz koju prolaze ubrzavaju na velike
brzine, stvaraju�i potisak, koji bi na Zemlji bio jednak
pritisku papira polo�enog na ruku. Postavlja se i logi�no
pitanje, za�to ksenon? Zato �to je on gotovo idealan za ovakvu
upotrebu: daleko ispod ni�tice je jo� uvijek plin, ima
te�inu koja je 4x ve�a od zraka, nisku energiju ionizacije
i kemijski je inertan (ne reagira s drugim elementima),
�to ga �ini jednostavnim za rukovanje i skladi�tenje.
 |
umjetni�ki do�ivljaj sonde Deep
Space 1 (NASA)
|
|
Trenutno najnapredniji ionski
motor se nalazi na sondi Deep Space 1, kao glavni motor
i zove se NSTAR, �to je kratica za NASA SEP Technology
Application Readiness, pri �emu SEP stoji za Solar Electric
Propulsion. To je ujedno i prvi elekri�ni motor koji
slu�i kao primarni pogon na nekoj svemirskoj sondi. Za�to
elektri�ni pogon? Razlog je u principu rada. Naime, solarne
plo�e �irine 12 metara proizvode elektri�nu energiju
potrebnu za ionizaciju ksenona, koji se koristi kao pogonsko
gorivo. Zatim se ti atomi, sada dodu�e pozitivni ioni,
ubrzavaju do brzine od 30 km/s pomo�u dviju molibdenskih
re�etki koje su pod naponom od 1300 volti. Slobodni se
elektroni tako�er emitiraju van komore, kako bi se ponovno
spojili sa slobodnim ionima ksenona i tako sprije�ili
eventualno gomilanje negativnog naboja u samom motoru,
�to bi dovelo do privla�enja ubrzanih iona natrag u motor,
�to bi smanjilo potisak i onemogu�ilo pravilan rad motora.
Prednost ionskog pogona pred kemijskim je u tome �to
se kod njega mo�e kontrolirati potisak. U slu�aju DS1,
to se �ini uz pomo� kontrole ionskog toka iz spremnika
prema komori za ionizaciju. Naj�e��i problem ionskog
pogona su kratki spojevi koji nastaju uslijed gomilanja
sitnih �estica me�u �ipkama u re�etki molibdena, me�u
kojima je razmak od svega 0.6 mm. U tom slu�aju se pogon
automatski gasi i ponovno pali nakon 1 sekunde. Naj�e��i
uzrok takvih kratkih spojeva su komadi�i unutra�njosti motora,
koji uslijed konstantnog bombardiranja pucaju i "padaju"
prema re�etci. Proces ga�enja i ponovnog paljenja
se ponavlja dok se problem doslovno ne spali. Kod ove
vrste pogona tako�er se javlja gubitak energije u obliku
potrebe za prethodnom ionizacijom ksenona i curenja neioniziranog
ksenona kroz re�etku, koji u tom slu�aju ne mo�e biti
njome ubrzan. Motor NSTAR posti�e stupanj korisnosti
od 63%, koji je vi�e od 10x ve�i od korisnosti kemijskog
pogona (oko 5%) i ubrzanje od 60 km/h po danu, dok mu
je vijek rada 3000 sati.
 |
) |
primjeri ionskih motora; desno je HiPEP,
najnoviji i do sada najbolji ionski motor (NASA) |
|
Leon Jur�i�, < 1.4.2004.
|