Motore a ioni: nuovi orizzonti spaziali

Motore a ioni: nuovi orizzonti spaziali
Motore a ioni: nuovi orizzonti spaziali
Anonim

L'uomo è andato nello spazio grazie a motori a propellente liquido e solido. Ma hanno anche messo in discussione l'efficacia dei voli spaziali. Affinché un veicolo spaziale relativamente piccolo possa almeno "agganciarsi" all'orbita terrestre, è installato sopra un impressionante veicolo di lancio. E il razzo stesso, infatti, è un carro armato volante, il cui peso è riservato per la parte del leone al carburante. Quando tutto viene consumato fino all'ultima goccia, una scarsa scorta rimane a bordo della nave.

motore a ioni
motore a ioni

Per non cadere sulla Terra, la Stazione Spaziale Internazionale alza periodicamente la sua orbita con gli impulsi dei motori a reazione. Il carburante per loro - circa 7,5 tonnellate - viene consegnato da navi automatiche più volte all'anno. Ma un tale rifornimento non è previsto sulla strada per Marte. Non è il momento di dire addio ai circuiti obsoleti e passare a un motore a ioni più avanzato?Non ci vuole una quantità folle di carburante per farlo funzionare. Solo gas ed elettricità. L'elettricità nello spazio è prodotta catturando la radiazione luminosa del Sole con dei pannelli.batterie solari. Più lontano dai luminari, minore è la loro potenza, quindi dovrai usare anche i reattori nucleari. Il gas entra nella camera di combustione primaria, dove viene bombardato da elettroni e ionizzato. Il plasma freddo risultante viene inviato per riscaldarsi e quindi all'ugello magnetico per l'accelerazione. Il motore a ioni espelle plasma caldo da se stesso a velocità inaccessibili ai motori a razzo convenzionali. E il veicolo spaziale ottiene la spinta di cui ha bisogno.

Motore a ioni fai-da-te
Motore a ioni fai-da-te

Il principio di funzionamento è così semplice che puoi assemblare un motore ionico dimostrativo con le tue mani. Se l'elettrodo a forma di girandola è prebilanciato, posizionato sulla punta di un ago e viene applicata un' alta tensione, apparirà un bagliore blu alle estremità appuntite dell'elettrodo, creato dagli elettroni che fuoriescono da esse. La loro scadenza creerà una debole forza reattiva, l'elettrodo inizierà a ruotare.

Purtroppo, i propulsori ionici hanno una spinta così scarsa che non possono sollevare un veicolo spaziale dalla superficie della Luna, per non parlare di un lancio a terra. Questo può essere visto più chiaramente se confrontiamo le due navi che vanno su Marte. Una nave a propellente liquido inizierà il suo volo dopo alcuni minuti di intensa accelerazione e trascorrerà leggermente meno tempo decelerando vicino al Pianeta Rosso. La nave con motori ionici accelererà per due mesi in una spirale che si svolge lentamente, e la stessa operazione la attende nelle vicinanze di Marte…

Propulsori ionici
Propulsori ionici

Eppure il motore ionico ha già trovato la sua applicazione: loroequipaggiato con una serie di veicoli spaziali senza pilota inviati in missioni di ricognizione a lungo termine sui pianeti vicini e lontani del sistema solare, sulla cintura degli asteroidi.

Il motore a ioni è la stessa tartaruga che sorpassa Achille dal piede veloce. Avendo esaurito tutto il carburante in pochi minuti, il motore liquido si ferma per sempre e diventa un inutile pezzo di ferro. E il plasma può funzionare per anni. È possibile che saranno equipaggiati con la prima navicella spaziale, che andrà ad Alpha Centauri, la stella più vicina alla Terra, a velocità subluce. Il volo dovrebbe durare solo 15-20 anni.

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