موتورهای یونی سرعت سفرهای فضایی را افزایش میدهد
ارسال شده: سهشنبه ۶ مرداد ۱۳۸۸, ۸:۴۹ ق.ظ
موتورهای یونی سرعت سفرهای فضایی را افزایش میدهد
محققان شرکتی تحت قرارداد سازمان ناسا در حال تولید موتورهایی است که از ذرات باردار به عنوان سوخت استفاده کرده و می تواند طول زمان سفر به مریخ را از 6 ماه به 39 روز کاهش دهد.
به گزارش خبرگزاری مهر، زمزمه های رفتن انسان به سیاره مریخ طی سالهای اخیر بسیار افزایش یافته و از برنامه های سفر به کره ماه نیز پیشی گرفته و از اهمیت بیشتری برخوردار است. اما نقطه قابل تامل درباره چنین سفری مسافت طولانی آن است که به 6 ماه زمان نیاز خواهد داشت.
اما اکنون دانشمندان در حال آزمایش موتور یونی جدیدی هستند که روزی می تواند این سفر 6 ماهه را به سفری 39 روزه تبدیل کند. در حال حاضر راکتهای رایج از سوختهای شیمیایی برای ایجاد احتراق استفاده می کنند که بیشتر میزان این سوخت در زمین و در هنگام پرتاب راکت مصرف می شود.
موتورهای یونی یا اتمهای الکتریکی باردار پرسرعت، در یک میدان مغناطیسی فضاپیما را به جهت مخالف هدایت خواهند کرد. این موتورها نسبت به راکتهای شیمیایی در لحظه جداشدن از زمین فشار کمتری تولید می کنند که به همین دلیل نمی توانند به تنهایی خود را از میدان گرانشی زمین رها کنند. اما در هنگام قرار گیری در فضا، این موتورها می توانند نیروی مورد نیاز حرکت فضاپیما را برای سالهای مداوم تامین کنند و مشابه عملکرد باد در پشت بادبان قایقهای بادی، به تدریج به سرعت فضاپیما بیافزایند تا حدی که سرعت آنها از سرعت فضاپیماهایی که از سوخت شیمیایی استفاده می کنند، بیشتر خواهد شد.
تا کنون از این موتورها در چندین ماموریت فضایی استفاده شده است که از آن جمله می توان به فضاپیمای داون ناسا که در راه رسیدن به شهابسنگ وستا و سرس قرار دارد و همچنین فضاپیمای هایابوسای ژاپنی که در سال 2005 با شهابسنگ ایتوکاوا ملاقات کرده، اشاره کرد.
اما موتور یونی جدیدی که در دست تکمیل قرار دارد از توانایی و جاذبه بیشتری برخوردار است زیرا این موتور با نام VASIMR از ژنراتورهای فرکانسهای رادیویی برای حرارت دادن به یونها استفاده می کند. این پروژه توسط شرکتی به نام Ad Astra Rocket در حال تکمیل و توسعه است.
موتور VASIMR در مرحله اول با فرایندی مشابه جوشاندن آب به منظور ایجاد بخار، عملکردی مشابه موتورهای بخار دارد. ژنراتور امواج رادیویی گازی متشکل از اتمهای آرگون را به اندازه ای تحت تاثیر قرار می دهند که الکترونهای آن به حالت جوشیدن درآمده و پلاسمایی را به وجود می آورند.
در مرحله دوم عملیاتی این موتور، یونهای پلاسما تحت تاثیر حرارت یک میلیون درجه، حرارتی مشابه آنچه در مرکز خورشید وجود دارد قرار خواهند گرفت. سپس ژنراتور فرکانسهای رادیویی با فرکانسی مشابه مرحله اول، انرژی مازادی را به یونها وارد می آورد. در نهایت میدان مغناطیسی قدرتمندی که در نتیجه حرارت و حرکت سریع یونها به وجود آمده است، پلاسمای یونی را به پشت موتور هدایت کرده و باعث تولید نیروی فشار و جلو رانده شدن فضاپیما خواهد شد.
با کمک این فرکانسها موتور VASIMR به انرژی صدها بار قوی تر از انرژی موتورهای دیگر دست خواهد یافت. در حال حاضر محققان Ad Astra در حال آزمایش مرحله دوم عملیاتی این موتور هستند تا بتوانند به حداکثر قدرت موتور دست یابند.
این موسسه با ناسا به توافق رسیده است تا یکی از راکتهای مجهز به این موتور را در سال 2012 یا 2013 به سمت ایستگاه فضایی بین المللی پرتاب کند تا این راکت به صورت دوره ای بتواند قرار گرفتن ایستگاه در مدار را تضمین کند. در سطح کنونی انرژی، موتور VASIMR می تواند با کمک انرژی خورشیدی حرکت کند. به گفته محققان از این موتور می توان به عنوان قایقی مدارگرد استفاده کرد که ماهواره ها را به سطوح مختلف مدار کشیده و یا محموله های مختلف را به پایگاهی در ماه انتقال دهد. در عین حال این موتور می تواند شهابسنگهای خطرساز را از مدار خارج کند.
با این حال برای سفر به مریخ در 39 روز، این موتور به انرژی 1000 برابر انرژی که توسط خورشید تولید می شود نیاز خواهد داشت. به همین منظور VASIMR برای تامین این انرژی نیازمند راکتورهای خارجی بر سطح فضاپیما خواهد بود.
بر اساس گزارش نیوساینتیست، در صورتی که موتور VASIMR به گونه ای تکمیل شود که بتواند فضانوردان را در طول 39 یا 40 روز به مریخ برساند این ابداع در گروه تجهیزاتی قرار خواهد گرفت که می تواند آینده بشر را متحول سازد.