Eiropas Kosmosa aģentūra ir ziņojusi par pirmo pārbaudi ar ramjet jonu motoru, kurā kā degvielu izmanto gaisu no apkārtējās atmosfēras. Aģentūras oficiālajā vietnē publicētajā preses paziņojumā teikts, ka nākotnē šādus dzinējus var izmantot mazos pavadoņos, kas tiem ļaus gandrīz neierobežotu laiku darboties orbītā ar 200 kilometru vai mazāku augstumu.
Jonu dzinēju pamatā ir gāzu daļiņu jonizācijas un to paātrināšanas princips, izmantojot elektrostatisko lauku. Projektēšanas īpatnību dēļ šādos motoros gāzes daļiņas tiek paātrinātas līdz daudz lielākam ātrumam nekā ķīmiskajos motoros. Jonu dzinēji spēj radīt daudz lielāku īpatnējo impulsu un uzrāda zemāku degvielas patēriņu, taču tiem ir viens būtisks trūkums - tie rada ārkārtīgi zemu vilci salīdzinājumā ar parastajiem ķīmiskajiem motoriem. Tāpēc tagad jonu motorus praksē izmanto reti. Jaunākie to izmantošanas piemēri, iespējams, ir kosmosa kuģis Dawn, kas šobrīd riņķo ap pundurplanētu Ceres, un BepiColombo misija, lai izpētītu Merkuru, kas sāksies 2018. gada beigās.
Gaisa jonu motora diagramma.
Mūsdienās izmantotā jonu virzuļu standarta konfigurācija paredz degvielas piegādi, kas parasti ir ksenona gāze. Bet pastāv arī ramjet jonu dzinēju koncepcija, kas nekad nav izmantota reālās kosmosa misijās. No parastajiem jonu motoriem tas atšķiras ar to, ka degvielas avots nav ierobežota gāzes padeve, kas pirms palaišanas ir jāiekrauj tvertnē, bet tieši gaiss no Zemes atmosfēras vai cita korpusa ar atmosfēru.
Teorētiski neliels kosmosa kuģis, kas aprīkots ar šādu motoru, gandrīz vienmēr uz visiem laikiem var atrasties zemā orbītā ar 150 kilometru augstumu. Šajā gadījumā atmosfēras bremzēšanu kompensēs motora vilce, kas no šīs atmosfēras ievelk gaisu.
Jau 2009. gadā Eiropas Kosmosa aģentūra uzsāka GOCE satelītu, kurš, pateicoties vienmēr ieslēgtajam jonu dzinējam ar ksenona padevi, gandrīz piecus gadus ir bijis 255 kilometru orbītā. Eksperimenta rezultātā ESA nolēma sākt attīstīt ramjet jonu dzinēja koncepciju līdzīgiem satelītiem ar zemu orbītu.
Gāzes paraugu ņemšanas iekārta.
Reklāmas video:
Jonu motora pārbaude ar ksenonu kā degvielu.
Prototips tika pārbaudīts vakuuma kamerā. Sākumā instalācijā tika ievadīts paātrināts ksenons. Eksperimenta otrās daļas ietvaros gāzes ieplūdes sistēmā tika ievietots skābekļa un slāpekļa maisījums, kas simulēja atmosfēras sastāvu 200 kilometru augstumā. Testa pēdējā daļā inženieri izmantoja tīra gaisa maisījumu, lai pārbaudītu sistēmas funkcionalitāti galvenajā režīmā.
Jonu motora pārbaude ar gaisu kā degvielu.
Nikolajs Khizhnyak