Silnik jonowy
Z Wikipedii
Silnik jonowy (ang. ion engine, ion propulsion system) jest to rodzaj silnika rakietowego, w którym czynnikiem nośnym są jony rozpędzane w wyniku oddziaływania elektromagnetycznego.
Silnik jonowy jest najbardziej wydajnym z silników używanych obecnie (2003) w przestrzeni kosmicznej. Są one około dziesięć razy wydajniejsze niż powszechnie stosowane chemiczne silniki rakietowe.
Prace nad silnikiem rozpoczęto w latach 50. XX wieku. Pierwsze wersje wykorzystywały do napędu pary rtęci (Hg). Obecnie powszechnie wykorzystywany jest gaz szlachetny ksenon (Xe).
Energia wyrzucająca gaz z silnika pochodzi z zewnętrznego źródła (najczęściej z baterii słonecznych). Najpierw atomy ksenonu pozbawiane są ładunku ujemnego – zostają przekształcone w jony dodatnie. Następnie są rozpędzane pod wpływem pola elektrycznego lub magnetycznego osiągając prędkość nawet do 36 km/s. Duża prędkość wyrzucanego czynnika daje dużą siłę ciągu przypadającą na jednostkę masy wyrzucanej substancji. Jednak ze względu na małą moc układu zasilającego masa wyrzucanego czynnika nie jest duża, przez to siła ciągu rakiety nie jest duża, ale za to nośnika wystarcza na długi czas lub ma on mniejszą masę. Statek wyposażony w taki silnik porusza się z małym przyspieszeniem, więc nie może być wykorzystywany gdy potrzebne jest duże przyspieszenie.
[edytuj] Rodzaje silników jonowych
Silniki jonowe mają bardzo wiele różnych typów z których część została już użyta, a część jest w fazie badań i koncepcji. Najbardziej znane z nich to:
- Silnik jonowy elektrostatyczny w użyciu, ale testuje się nowe generacje jak np.HiPEP,DS4G
- Silnik Halla
- HDLT w fazie badań
- VASIMR w fazie badań
[edytuj] Wykorzystanie w misjach
Silnik jonowy elektrostatyczny wykorzystano do napędu wystrzelonej w 1998 sondy Deep Space 1 lecącej w kierunku komety Borrely'ego. Napęd, zaprojektowany tak, aby pracował przez 200 godzin, w praktyce działał ponad 50 razy dłużej. Silnik Halla z kolei był wykorzystany w sondzie SMART-1 Europejskiej Agencji Kosmicznej. Silniki jonowe służą obecnie jako główny napęd japońskiej sondy Hayabusa i amerykańskiej Dawn.
Silnik tego typu posłużył, między innymi, do uratowania misji satelity Artemis, który 13 lipca 2001 został przez rakietę Ariane 5 umieszczony na niewłaściwej orbicie. Pierwsze manewry zmiany orbity wykonano klasycznym napędem chemicznym, ze względu na konieczność szybkiego opuszczenia pasów radiacyjnych Van Allena. Zużyto na to 95% paliwa chemicznego. Ostatnie 5 tysięcy kilometrów satelita pokonał używając napędu jonowego. Pod koniec stycznia 2003 Artemis osiągnął docelową orbitę geostacjonarną.
Zobacz: jonolot
