 В начале марта космический аппарат НАСА Dawn вышел на орбиту карликовой планеты Церера. «Мы собираемся увидеть новый мир», говорит Марк Рейман, главный инженер и директор миссии. Спустя восемь лет с момента его запуска, и четыре года после посещения второго по величине объекта в поясе астероидов Веста, Dawn будет первый космический аппаратом, вращающимся на орбите двух чужеродных протопланет в одиночной миссии.
Это достижение стало возможным благодаря его ионным двигателям, имеющим около фута в диаметре. Внутри каждого двигателя атомы ксенона бомбардируются электронами для образования ионов. Металлические сетки в задней части каждого двигателя взимают около 1000 вольт и обстреливают их ионами со скоростью до 90000 миль в час. Тяга является мизерной. Но в невесомости, где отсутствует трение, эффект от этой тяги постепенно накапливается. В результате Dawn может двигаться со скоростью около 24000 миль в час. А поскольку ионы движутся с такой высокой скоростью, двигатели требуют меньше ракетного топлива, что делает их в 10 раз более эффективными, чем обычное химическое топливо.
«Ионные двигатели покоряют отрасли», говорит Джон Брофи, разработчик Dawn.
Из-за своей беспрецедентной эффективности использования ресурсов, ионные двигатели позволяет дать начало далеко идущим, длительным миссиям, которые в противном случае переполняют бюджет НАСА или являются даже по-настоящему невозможными, по словам Реймана. Космические аппараты теперь могут перемещаться более чем к одному объекте, так как с непрерывными толчками, ионные двигатели космических аппаратов также позволяет более легко и стабильно выходить на орбиту различных объектов, без сжигания всего своего топлива.
«Это как бездорожье», говорит Джим Грин, директор подразделения планетарной науки НАСА. «Все планеты находятся на устоявшейся орбите, или дороге. С ионными двигателями вам не придется следить за дорогой. Вы можете просто взять и срезать короткий путь, который поможет вам добраться до различных мест на расстоянии пяти астрономических единиц».
Ионные двигатели даже способствуют возможности освоения человеком космического пространства. В будущих миссиях, они могут быть использованы для отправки поставок и астронавтов на Марс и обратно, или в других отдаленных местах.
Тем не менее, ионные двигателях полезны только для определенных видов космических миссий. Для транспортировки людей к другим мирам, они слишком медленные. Аппарату Dawn потребуется четыре дня, чтобы разогнаться с нуля до 60 миль в час. Предназначенные для терпимых миссий, ионные двигатели являются слишком дорогостоящими и сложными для простых миссий в такие места, как Марс или Венера, по словам Реймана.
Коммерческие спутники использовали ионные двигатели с 1979 года. Почему же у ученых ушло столько времени ученых чтобы установить их на космический корабль? Это, возможно, было, потому что не было никаких крупномасштабных технологий до сих пор. «Мы не разрабатываем технологию для разработки технологии», говорит Грин.
Теперь, похоже, мир готов положить ионные двигателей на работу в освоении космического пространства. Миссия НАСА по перенаправлению астероидов будет первой, которая переместит околоземный астероид к стабильной орбите вокруг Луны. Космический корабль достигнет предполагаемого астероида с помощью ионных двигателей, захватить его в мешок, развернет его, используя химические двигатели и, наконец, направит его обратно на орбиту Луны. Миссия была бы недоступной при использовании регулярного топлива.
|
