Europska svemirska agencija izvijestila je o prvom ispitivanju ramjet-ionskog motora koji koristi zrak iz okolne atmosfere kao gorivo. U priopćenju objavljenom na službenom web mjestu agencije navodi se da će se takvi motori u budućnosti moći koristiti u malim satelitima, što će im omogućiti da gotovo neograničeno vrijeme rade u orbiti s nadmorskom visinom od 200 kilometara ili manje.
Ionski motori temelje se na načelu ionizacije čestica plina i njihovom ubrzanju pomoću elektrostatičkog polja. Zbog dizajnerskih karakteristika plinske čestice u takvim se motorima ubrzavaju do puno većih brzina nego u kemijskim motorima. Ionski motori mogu stvoriti puno veći specifični impuls i pokazati manju potrošnju goriva, ali imaju jedan značajan nedostatak - stvaraju izuzetno nizak potisak u usporedbi s uobičajenim kemijskim motorima. Zbog toga se sada ionski motori rijetko koriste u praksi. Nedavni primjeri njihove uporabe uključuju možda svemirsku letjelicu Dawn, koja je trenutno u orbiti patuljastog planeta Ceres, i misiju BepiColombo za istraživanje Merkura, koja će započeti krajem 2018. godine.
Shema ramjet zračnog ionskog motora.
Standardna konfiguracija ionskih potisnika koja se danas koristi pretpostavlja opskrbu gorivom, obično ksenonskim plinom. Ali postoji i koncept ramjet-jonskih motora, koji se nikada nije koristio u stvarnim svemirskim misijama. Od konvencionalnih ionskih motora razlikuje se po tome što izvor goriva nije ograničena opskrba plinom koji se mora ubaciti u spremnik prije puštanja, već izravno iz Zemljine atmosfere ili drugog tijela s atmosferom.
Teoretski, mali svemirski brod opremljen takvim motorom može biti u niskoj orbiti gotovo zauvijek s nadmorske visine od 150 kilometara. U ovom će se slučaju atmosfersko kočenje nadoknaditi potiskom motora, koji izvlači zrak iz te atmosfere.
Još 2009. godine Europska svemirska agencija lansirala je satelit GOCE, koji je zahvaljujući stalno uključenom ionskom motoru s opskrbom ksenonom već gotovo pet godina u orbiti od 255 kilometara. Kao rezultat eksperimenta, ESA je odlučio započeti razvoj koncepta ramjet-ionskog motora za slične satelite niske orbite.
Instalacija za uzorkovanje plina.
Promotivni video:
Ionski test motora s ksenonom kao gorivom.
Prototip je testiran u vakuumskoj komori. U početku je u instalaciju ubačen ubrzani ksenon. Kao dio drugog dijela pokusa, u sustav za dovod plina dovodi se mješavina kisika i dušika koja je simulirala atmosferski sastav na nadmorskoj visini od 200 kilometara. U posljednjem dijelu ispitivanja, inženjeri su koristili smjesu čistog zraka kako bi testirali funkcionalnost sustava u glavnom načinu.
Ionski test motora sa zrakom kao gorivom.
Nikolaj Khizhnyak