Evropská kosmická agentura oznámila první test ramjetového iontového motoru používajícího jako palivo vzduch z okolní atmosféry. Tisková zpráva zveřejněná na oficiálních webových stránkách agentury uvádí, že v budoucnu mohou být takové motory použity v malých satelitech, což jim umožní provozovat téměř neomezené množství času na oběžné dráze s výškou 200 kilometrů nebo méně.
Iontové motory jsou založeny na principu ionizace částic plynu a jejich zrychlení pomocí elektrostatického pole. Díky konstrukčním vlastnostem jsou částice plynu v takových motorech zrychleny na mnohem vyšší rychlosti než v chemických motorech. Iontové motory jsou schopny vytvářet mnohem vyšší specifický impuls a vykazují nižší spotřebu paliva, ale mají jednu významnou nevýhodu - vytvářejí extrémně nízký tah ve srovnání s konvenčními chemickými motory. Proto se nyní iontové motory v praxi používají jen zřídka. Nedávné příklady jejich použití zahrnují možná kosmickou loď Dawn, v současnosti obíhající kolem trpasličí planety Ceres, a misi BepiColombo k prozkoumání Merkuru, který začne koncem roku 2018.
Schéma vznětového vzduchového iontového motoru.
Standardní konfigurace iontových pohonných jednotek, které se dnes používají, předpokládá dodávku paliva, kterým je obvykle xenonový plyn. Existuje však také koncept ramjetových iontových motorů, který se nikdy nepoužíval ve skutečných vesmírných misích. Liší se od konvenčních iontových motorů v tom, že zdrojem paliva není konečná dodávka plynu, který musí být načten do nádrže před vypuštěním, ale přímo vzduch ze zemské atmosféry nebo jiného těla s atmosférou.
Teoreticky může být malá kosmická loď vybavená takovým motorem na nízké oběžné dráze téměř navždy s nadmořskou výškou 150 kilometrů. V tomto případě bude atmosférické brzdění kompenzováno tahem motoru, který z této atmosféry odvádí vzduch.
V roce 2009 Evropská kosmická agentura vypustila družici GOCE, která se díky stále zapnutému iontovému motoru s dodávkou xenonu pohybuje na oběžné dráze 255 kilometrů téměř pět let. V důsledku experimentu se ESA rozhodla zahájit vývoj konceptu ramjetového iontového motoru pro podobné družice s nízkými oběžnými dráhami.
Instalace pro odběr vzorků plynu.
Propagační video:
Zkouška iontovým motorem s xenonem jako palivem.
Prototyp byl testován uvnitř vakuové komory. Zpočátku byl do instalace přiváděn zrychlený xenon. V rámci druhé části experimentu byla do systému sání plynu přiváděna směs kyslíku a dusíku, která simulovala složení atmosféry v nadmořské výšce 200 kilometrů. V poslední části testu použili inženýři směs čistého vzduchu k testování funkčnosti systému v hlavním režimu.
Zkouška iontovým motorem se vzduchem jako palivem.
Nikolay Khizhnyak