Česká astronomická společnost

NASA vyzkoušela iontový motor 2004.03.31 09:04

jimo_color_browse.jpg
Jet Propulsion Laboratory (JPL, NASA) úspěšně vyzkoušela iontový raketový motor NEXIS (Nuclear Electric Xenon Ion System). Na jeho základě budou vyrobeny mnohem výkonnější a efektivnější pohonné systémy. NEXIS je mj. jedním z několika kandidátů na projekt Prometheus. Poprvé bude tato nová pohonná jednotka v praxi vyzkoušena v rámci americké mise JIMO (Jupiter Icy Moons Orbiter) k ledovým měsícům planety Jupiter. Kosmická sonda bude schopna rozsáhle manévrovat na oběžné dráze kolem Jupitera a postupně bude dlouhodobě zkoumat měsíce Europa, Ganymed a Kallisto. Start byl plánován na rok 2011, podle posledních informací se zřejmě uskuteční až v roce 2015.

Při výrobě raketového motoru Prometheus se počítá s použitím materiálů na bázi uhlíkových kompozitů, které nahradí dříve používané těžší kovové materiály. Na své palubě ponese 10krát více pohonných látek (xenonu), než měla k dispozici kosmická sonda Deep Space - 1 (start 24. 10. 1998). Iontový motor na palubě sondy pracoval v kosmickém prostředí 30 352 hodiny, tj. přibližně 3,5 roku provozu. Pohonný systém Prometheus bude v činnosti 10 let, což je téměř 3krát vyšší životnost. Iontový motor spotřebuje denně pouze několik stovek gramů paliva. Nižší hmotnost sondy znamená i nižší náklady na start, rychlejší let a dřívější dosažení cíle. Pro zajištění stejného efektu, jakého dosáhneme pomocí iontového motoru, bychom při použití klasického pohonného systému museli použít asi 10krát více chemického paliva.

Iontový motor na sondě Deep Space - 1 spořebovával pro svoji činnost při maximálním výkonu 2,4 kW elektrické energie (dodávané slunečními bateriemi). Ionty byly urychlovány na rychlost 28 km/s a celkový tah motoru činil 0,09 N. Iontový motor NEXIS spotřebovával 20 kW elektrické energie.

Připravovaná pohonná jednotka Prometheus nezahrnuje jenom kosmický nukleární pohon sondy, ale také nukleární zdroj energie - sluneční baterie by ve vzdálenosti Jupitera nebyly schopny dodávat potřebné množství elektrické energie.

Zkoušky dalšího typu iontového motoru HiPEP (High Pover Electric Propulsion Program) se uskutečnily v prosinci roku 2003. Ionizace pracovní látky (xenonu) je u tohoto systému zajišťována mikrovlnným ohřevem o příkonu 12 kW. Ionty proudí ke konci ionizační komory, kde jsou umístěny dvě kovové mřížky s rozdílem potenciálů 6 000 V. Ionty jsou tak urychlovány na rychlost 60 až 80 km/s. V průběhu vývoje se počítá se zvyšováním příkonu až na 25 kW. Vyšší příkon znamená i vyšší tah motoru.

"Provedené zkoušky ukázaly, že jsme udělali velký krok vpřed k technologiím, které umožní konstruovat nové typy kosmických sond pro výzkum vzdálených oblastí sluneční soustavy," prohlásil jeden z vedoucích pracovníků projektu Prometheus. Zkouška iontového motoru NEXIS společně s dřívějšími zkouškami iontového motoru HiPEP tak umožní vyvinout nové typy pohonu pro kosmické sondy, zkoumající nejen tělesa ve sluneční soustavě, ale i za jejími hranicemi.

JIMO_schema_020.jpg
Na závěr ještě několik údajů k připravované sondě JIMO. Úkolem sondy bude podrobný průzkum největších měsíců Jupitera, jak již vyplývá z jejího názvu. Definitivně by měla potvrdit předpoklad, že pod ledovou kůrou měsíců se nachází voda v kapalném stavu, v níž by snad mohl existovat primitivní život. Na rozdíl od dřívějších sond nebudou její přístroje zásobovány elektrickou energií, vyráběnou pomocí panelů slunečních baterií či radioizotopových generátorů, ale jaderným reaktorem. Jaderné energetické zařízení bude schopno dodat asi 100krát více energie, než nejaderná zařízení o stejné hmotnosti. Vědecké vybavení sondy samozřejmě zatím vybráno nebylo, nicméně se předpokládá, že nebudou chybět kamery s vysokým rozlišením a další přístroje, například radar za účelem zjištění tloušťky a stavby ledové kůry, pokrývající povrchy zkoumaných měsíců. Celková délka sondy bude větší než 20 m.

Jaké jsou hlavní rozdíly při srovnání s dřívějšími sondami:

  • díky energetickému systému sondy bude možno vyčlenit pro vědecké experimenty příkon 45 kW
  • vysoká rychlost přenosu dat na Zemi
  • vysoká hmotnost vědeckého vybavení - asi 1500 kg
  • vysoká výkonnost jednotlivých vědeckých přístrojů
  • možnost dosažení nízké oběžné dráhy s vysokým sklonem k rovníku při průzkumu jednotlivých měsíců
  • dlouhodobý výzkum - přinejmenším 30 dnů na oběžné dráze kolem jednoho měsíce.

    • Zdroj: NASA a spacedaily.com
      Martinek František   Zobrazeno: 11268x   Tisk

    Text podléhá autorskému zákonu a nesmí být bez vědomí autora šířen.