دانشمندان روش ساخت یک موتور جدید یونی را کشف کرده اند که 100 میلیون بار کمتر از راکت های شیمیایی سوخت مصرف می کند. اگر چه این دستگاه از قدرت کمتری برخوردار است اما می تواند به دلیل مقرون به صرفه بودن جایگزین موثری برای ارسال تجهیزات و یا حتی فرستادن فضانوردان به مریخ باشد.
ناسا از موتور های یونی برای دهه هاست که استفاده می کند اما این مدل های فعلی یک اشکال بزرگ دارند، آنها پس از حدود یک سال استفاده، می سوزند.
این دستگاه قادر به شکافتن الکترون های گاز زنون برای ایجاد جریانی از ذرات باردار است. سپس این یون ها با عبور از یک میدان مغناطیسی سرعتی برابر با 72,500 کیلومتر بر ساعت پیدا می کنند. پس از آن یک میدان الکتریکی خنثی برای ایجاد رانش، این ذرات را به بیرون از موتور پرتاب می کند.
اما در موتور های یونی سنتی که گاهی اوقات از آن با نام پیشرانه های هال (Hall) یاد می شود، بمباران ذرات انرژی که در پشت دیواره موتور اتفاق می افتد، به تدریج آن را می پوشاند تا زمانی که دیگر دستگاه قادر به شلیک ذرات نباشد. بنابراین از آن ها تنها می توان برای حدود 10,000 ساعت (1.1 سال) پرواز های فضایی استفاده کرد. اما برای ماموریت هایی نظیر سفر به مریخ و یا فراتر از آن باید این موتور بتواند که 50,000 ساعت پرواز را تاب بیاورد. بنابراین برای طولانی کردن زمان زندگی این موتور های یونی، محققان تصمیم گرفتند که دیواره ای را که در طول زمان فرسوده می شود به خارج از موتور منتقل کنند. در حال حاضر شارژ و شتاب ذرات، در خارج از حفره موتور اتفاق می افتد.
تصویر زیر نشان می دهد که وقتی یکی از دیواره ها برداشته شود، موتور چگونه به نظر می رسد. آند با بار مثبت (قرمز) کمک می کند تا ذرات زنون باردار شده و خطوط میدان مغناطیسی (بنفش) به این ذرات شتاب می دهند. طراحی موتور در شکل سمت چپ کار نمی کند، چراکه آند در وسط میدان مغناطیسی قرار گرفته است. طراحی جدید به طور واضح و مشخص، آن را از این میدان خارج کرده است.
این موتورهای یونی جدید، با عمری طولانی، بسیار ارزشمند خواهند بود. چرا که این موتور ها می توانند بسیار سریع تر از موتور های شیمیایی، سفینه فضایی را به جلو برانند؛ تنها زمان زیادی طول می کشد تا این موتور شتاب بگیرد.
محقق ارشد این تحقیقات جدید، جولین وود آلن در این رابطه گفت: “این کار به مانند این است که یک خودرو بخواهد شتاب از صفر تا 100 کیلومتر بر ساعت را در چهار روز بدست آورد.” اما این پیشرانه برای مدت زمان بسیار بیشتری از موتور های شیمیایی می تواند کار کند. او در ادامه می افزاید: “بنابراین در دراز مدت می تواند شما را به سرعتی در حد موتور های شیمیایی و حتی بالاتر برساند.” موتور های یونی با امتیاز های بیشتری نیز همراه هستند.
این موتورها نیاز به سوخت کمتری از موتور های شیمیایی دارند – حدود 100 میلیون بار کمتر – پس بنابراین بسیار ارزان تر کار می کنند. در این نوع سفینه ها نیازی به بار گذاری سوخت اضافی نیست، اتاقک های اضافی برای محموله ها و فضانوردان در آن حذف می شود و احتمال انفجار نیز بسیار پایین تر بوده، زیرا زنون جزء گاز های بی اثر است.
این تیم تحقیقاتی امیدوارند که بتوانند عمر این موتور های یونی را تا 50,000 ساعت بالا ببرند، اما هنوز موفق به آزمایش آن نشده اند.
اگر آنها بتوانند از پس این کار برآیند، احتمالا در آینده ای نه چندان دور شاهد ارسال انسان و تدارکات به مریخ خواهیم بود. آیا این سیاره سرخ می تواند از جاه طلبی های انسان در امان بماند؟
.
با عضویت در کانال رسمی تکرا در تلگرام از آخرین اخبار روز تکنولوژی مطلع باشید.
.
منبع: techinsider
