Como funciona o motor a iões e onde ele se aplica

este tipo de motor pode acelerar a muito grandes velocidades.

Os Cientistas já inventaram ou estão se preparando para chegar a um monte de novos tipos de motores para veículos espaciais. Mais uma hipótese ousada até mesmo dizer a urdidura do motor, que deve quebrar o veículo até a velocidade, várias vezes superiores à velocidade da luz, devido à curvatura do espaço em poderoso campo gravitacional. Enquanto é só ficção, que pode em breve se tornar a sua perspectiva. Mas de íon de lítio de motores já existem e ainda se aplicam. Eles já nesta fase, podem desenvolver uma velocidade várias vezes maior do que aqueles que oferecem os tradicionais motores de foguete. É verdade, eles não podem enviar um foguete no espaço. Eis tais contradições. Mas então como funciona um motor a iões e por isso, nesta fase, é de que a tecnologia do futuro?

Como funciona o motor a iões

O Princípio de funcionamento de iões de motor simples e complexa ao mesmo tempo. Ele é a ionização do gás, que é acelerado por um campo eletrostático para obter reativa de tração e aceleração da nave espacial de acordo com a terceira lei de Newton.

O Combustível ou o trabalho do corpo de tal motor é ionizado um gás inerte (hélio, argônio, neon, xenon, criptônio, оганесон, radônio). No entanto, nem todos os gases inertes, vale a pena usar como combustível, por isso, como regra geral, a escolha de cientistas e pesquisadores cai para xenon. Também é considerada uma opção para o uso como área do corpo iônica do motor

Durante o funcionamento do motor na câmara é formada de uma mistura de negativos de elétrons e íons positivos. Assim como os elétrons são um subproduto, que deve filtrar. Para isso, a câmera é introduzido um tubo com катодными grades, para que притягивала para si os elétrons.

íons Positivos, pelo contrário, são atraídas a um sistema de extração. Depois de overclock entre grades, a diferença de potencial eletrostática, que é de cerca de 1 200 Volts, e são jogados fora como a corrente de jato no espaço.

Esquemática de uma imagem do trabalho de íons do motor.

Os Elétrons, que está preso no catódica, armadilha, devem ser removidos a partir do convés do navio, para que ele mantenha neutro da carga, e desperdício de íons não притягивались de volta, reduzindo a eficiência da instalação. A emissão de elétrons é realizada através de suas bocal de um ângulo a de um jato de íons. Portanto, o que acontece em suas interações depois de abandonar o motor, já não é tão importante, afinal, eles não impedem o movimento do veículo.

Vantagens iônica do motor para a nave

Os Íons na saída do motor de overclock até . Em seu máximo eles podem chegar até 210 km/s. Neste caso, produtos de motores de foguetes não são capazes de atingir e 10 km/s, enquanto na faixa de 3-5 km/с.

Todos dizem sobre o urdidura motor, mas vamos primeiro com iônico entender.

A Capacidade de atingir um grande unidade de pulso permite que você é muito forte para reduzir o consumo de reativo da massa do gás ionizado em comparação com o mesmo indicador para a tradicional químicas do combustível. E ainda, ion motor pode trabalhar continuamente por mais de três anos. A energia necessária para ionização de combustível é obtido a partir de células solares — no espaço, com isso não há problemas.

Se apressar com a aceleração de nenhum lugar, é de iões de motor é uma ótima opção.

Deficiências de lítio motor

A Capacidade de duração da bateria de iões do motor é muito importante, já que ele não é capaz de desenvolver uma elevada desejos e instantaneamente a quebrar o veículo até a grandes velocidades. Nas atuais implementações de tração de lítio de motores com dificuldade de chegar a 100 миллиньютонов.

Devido a tais características construtivas, pelo menos até agora, a este tipo de motor não dá a possibilidade de começar de outro planeta, mesmo se ela é muito pequena gravidade.

O resultado é que o uso de tais motores para viagens de longa distância, até que seja impossível sem o tradicional tração em instalações de química do combustível. Mas, a sua partilha permite muito mais flexibilidade para usar a aceleração. Por exemplo, através do convencional motor de dispersar o aparelho até mais ou menos alta velocidade, e então acelerar ainda mais por conta de íons do motor.

Conquista muito espaço, sem a nova tecnologia, é possível.

De fato, uma pequena tração no momento é a principal desvantagem desses motores, mas os cientistas estão trabalhando nesse sentido e na perspectiva de melhorar a sua potência, assim como um certo progresso conseguiu alcançar agora.

Outra, embora não tão essencial . Geral de íon de lítio de motores são bastante confiáveis, mas é preciso entender que sua tarefa é realizar a unidade é muito longe e muito rápido. Ou seja, funcionar ele precisa de tempo para não colocar em jogo toda a missão. Portanto, enquanto vão trabalhar sobre o aumento de potência, os desenvolvedores tentam não esqueça de confiabilidade.

, Onde são utilizados motores iónicos

Você pode achar que de íon de lítio de motores só existem no papel e nos laboratórios, mas não é assim. Eles já foram utilizados, no mínimo, sete terminaram suas missões e são usados menos quatro existentes.

Incluindo esses motores são utilizados no âmbito da missão , iniciada em 20 de outubro de 2018. Nesteмеркурианской missão, são usados 4 iônica total do motor potência de 290 миллиньютонов. Além disso, o aparelho está equipado e químicos do motor. Ambos são combinados com гравитационными manobras devem assegurar que a saída da nave em órbita de Mercúrio, como um satélite artificial.

a nave Espacial BepiColombo.

A Utilização destes motores não hesita em tomar e Илон de Máscaras, em seu programa de Starlink, através destes motores é o veículo deve realizar pequenas manobras e evitar o lixo espacial.

Já previsto de entrega para a ISS ion a instalação, o que permitirá controlar a posição da estação em modo automático. A potência calculada com base disponível de energia elétrica da estação. Para uma maior confiabilidade do planejado assim a entrega de baterias, que tornarão 15 minutos de duração de funcionamento do motor.

Mas o mais extraordinário projeto foi "Prometheus". O navio dentro deste projeto, previsto para enviar para Download com a velocidade de 90 km/c. De iões de motor do veículo deve baile de trabalhar , mas devido a dificuldades técnicas, em 2005, o projeto é fechado.

Quando inventou o motor a iões

Com toda a perspectiva de iões de motor, a primeira vez que o seu conceito sugeriu ainda em 1917, Robert Goddard. Só depois de quase 40 anos de Ernst Штулингер escoltou o conceito de cálculos necessários.

Robert Goddard.

Em 1957, publicou um artigo de Tony Morozov, intitulado "Sobre a aceleração do campo magnético", no qual ele descreveu tudo com o maior detalhe possível. Isso e deu impulso ao desenvolvimento da tecnologia e já em 1964, no soviética machinery "Sonda-2" ficou de tal motor para manobras em órbita.

a Primeira unidade no espaço com motor iônico.

De fato, ion motor é o primeiro elétrico de espaço, motor, mas foi necessário adaptar e melhorar. Isso e teve os próximos anos, e em 1970 passou por um teste, destinada a demonstrar a eficácia a longo prazo de trabalho de mercúrio iônico eletrostática de motores no espaço. É mostrado a seguir um pequeno grau de EFICIÊNCIA e baixa tração por muito tempo lutou contra o desejo de americana aeroespacial e de desfrutar de tais motores.

NA URSS desenvolvimento continuou e após esse tempo. E européia, americana e as agências espaciais estão de volta a esta ideia. Agora investigações continuam, e as amostras de motores, que não podem ser o principal de tração de um elemento de controle, mas passam a "verificação de luta". A informação recolhida permitirá aumentar a capacidade de íons do motor. Em uma variedade de informações, assim, foi possível aumentar o desejo mais poderosa parecido com um motor de mais de 5 nm. Se assim é, as coisas realmente não vão.