...i tako postavio novi rekord
Ako u pretraživač ukucaš reči „next" i „cosmos" Google će te uputiti u dva pravca: jedan je ka sondi „NExT" koja je 2007. posetila kometu Tempel 1, i potrošivši svo gorivo, poslata u nepoznato. Danas ći pisati o drugom pravcu: raketnom motoru koji nosi isti akronim (skraćenicu).
Slika Nasinog jonskog motora NEXT tokom testiranja u vakuumskoj komori. Motor je konstruisan u klivlendskoj kompaniji „Glenn Research Center”, koja između ostalog proizvodi i gornji raketni stepen Centaur” i sistem EPS za snabdevanje električnom energijom Međunarodnu stanicu.
Motor je proizvela kompanija “Aerojet” a stvara potisak od 236 mN i specifični impuls (Isp) od 4.190 sec. (naspram 3.120 sec. “Dawnovih” NSTAR motora).
Dokazavši još jednom da su „Zvezdane Staze“ bile zastrašujuće dalekovide – američka agencija NASA je prošle godine objavila da je njen jonski motor NEXT – NASA’s Evolutionary Xenon Thruster – neprestano radio preko 48.000 sati (pet ipo godina). To je izvanredno dostignuće, budući da se jonski pogon smatra jednim od najboljih načina za pokretanje dugoročnih deep-space misija ka drugim planetama i solarnim sistemima. Sa dokazanim radnim vekom od preko pet godina, NEXT motori predstavljaju veliki korak u napred ka pogonu Nasine sledeće generacije kosmičkih letilica.
Jonski električni trasteri[1] rade, kao što im ime i sugeriše, tako što kroz mlaznik ispaljuju jone (naelektrisane atome ili molekule) velikom brzinom (gornja slika). U slučaju NEXT–a, rad je vrlo prost. Ksenon (plemeniti gas) se ušpricava u komoru. Jedan elektronski top (zamišljaj katodnu cev na starim TV) ispaljuje mlaz elektrona ka atomima ksenona[2], stvarajući usijanu plazmu negativnih i pozitivnih jona. Pozitivni joni se izdvajaju posebnim sistemom koji se sastoji od 2 ili 3 električne rešetake, nakon čega ih usled razlike potencijala visokonaelektrisane rešetke ubrzavaju do energije 1–2 keV i izbacuju ih van motora brzinom od 145.000 km/h, generišući potisak. Energija za pogon elektronskog topa može da potekne od solarnih panela, ali i od radioizotopskih termoelektričnih generatora (tj. nuklearnih baterija, kakve npr. koristi „Curiosity“). NEXT radi na solarni pogon, što će reći da dobija struju preko solarnih panela dovoljnu za pokretanje jonskog motora snage 7 kW.
Šematski prikaz elektrostatičkog jonskog trastra (kao što je Nasin NEXT, i većina ostalih jonskih trastera).
S druge strane, potisak koji proizvode jonski trasteri minimalan je: u najboljem slučaju jonski pogon može da ostvari ukupan potisak od nekih 0,5 njutna (ekvivalentno sili kojom nekoliko metalnih dinara gura naš dlan), dok hemijski motori (koji pokreću skoro svaku kosmičku letilicu ikada lanisanu) instalirani na sondama ii satelitima proizvode stotine ili hiljade njutna. Caka je u tome – a to i jeste razlog zbog kojeg su jonski trasteri tako innteresantni – što je njihova efikasnost u potrošnji goriva 10 do 12 puta veća nego kod hemijskih motora. Svakom je jasno da je u slučaju višegodišnjih ili čak više decenijskih kosmičkih putovanja efikasnost u potrošnji veoma bitna.
Sa tako slabašnim potiskom, jonskom pogonu baziranom na NEXT tehnologiji trebalo bi 10.000 časova – preko godinu dana – da dostigne odgovarajuću brzinu za kosmička putovanja. Nasina sonda o kojoj redovno pišem izveštaje, „Dawn“, takođe je pokretana jonskim motorima. Leti zahvaljujući trima jonskim motorima tipa NSTAR[3] prethodne generacije (proizvodi ih „Aerojet“, ista firma kao i NEXT). Tim motorima treba četiri dana na da ubrzaju od 0 do 100 km/h. Nažalost našu, jonski trasteri mogu da budu od koristi jedino u kosmičkom vakuumu; u slučaju bilo kakvog trenja, kao što bi to bio slučaj na Zemlji, jonski pogon bi se pokazao beskorisnim. Dobra novost, međutim, jeste da bi eventualna maksimalna brzina kojom bi mogla da se kreće neka letilica pokretana jonskim motorima bila reda veličine 321.000 km/h!
Sledeći korak je da se sada vidi da li će NASA želeti da upotrebi NEXT na nekoj od danas aktuelnih kosmičkih letilica. Zna se samo da je NASA uputila zahtev zainteresovanim kompanijana za predloge test–misije, te se nadamo da ćemo uskoro čuti nešto više o tome. I druge kosmičke agencije, uključujući i ESA, takođe rade na letilicama sa jonskim pogonom.
Tokom petogodišnjeg testiranja, NEXT je potrošio oko 870 kg ksenonskog goriva i ostvario totalni impuls za koji bi raketi sa konvencionalnim gorivom trebalo 10.000 kg istog.
Pročitaj i ovo: Novi motori za jeftiniji pogon u kosmosu
1. Ako je verovati Amerikancima, prvi je ovu ideju teorijski pominjao Robert Goddard još 1906.godine. Ideju je imao i Hermann Oberth 1923. Ipak, prvi jonski motor napravio je Harold Kaufman 1959. za Nasu.
2. Svaki atom ksenona ima 54 elektrona.
3. Prema prostoj formuli F=m·a, tj. a=F/m, traster NSTAR koji proizvodi potisak (tj. silu F) od 92 mN, ubrzaće sondu težine 1000 kg za 0,092 / 1000 = 0,000092 m/s2 (ili 9,39×10–6 g).
KOJI TELESKOP DA KUPIM?
