-
تعد المحركات الأيونية المحرك الأساسي الأكثر شيوعًا الذي يعمل على تشغيل الأقمار الصناعية من خلال المناورات المدارية اليوم.
-
لكن السفر من مدار أرضي منخفض (LEO) إلى مدارات أبعد – أو حتى القمر – يتطلب نوعًا مختلفًا من الدافع الأيوني القادر على تحقيق سرعة الإفلات ومناورات الالتقاط المداري.
-
باستخدام التكنولوجيا التي تم تطويرها في الأصل لمحطة الفضاء القمرية القادمة التابعة لناسا، قامت وكالة الفضاء بتصغير تكنولوجيا الطاقة الشمسية الكهربائية عالية الطاقة إلى محرك يمكن أن يجعل الأقمار الصناعية والمهام الكوكبية أكثر تعقيدًا ممكنة.
إن تاريخ السفر إلى الفضاء مليء ببكرات مثيرة للإعجاب من المحركات الكيميائية التي تنفث النيران والتي تطلق صواريخ ضخمة نحو السماء نحو القمر والمريخ وما وراءهما. في حين أن هذه الأجهزة الضخمة هي من عجائب الهندسة البشرية، إلا أن القوى العاملة الحقيقية في صناعة الفضاء هي أجهزة الدفع الأيونية الأقل قوة.
هذه المحركات قديمة قدم الصواريخ نفسهاقادة الصواريخ السوفييت والألمان حلمت لأول مرة باستخداماتها المستقبلية منذ أكثر من قرن من الزمان. واليوم، تعمل أنظمة الدفع الكهربائية هذه على تشغيل أسراب الأقمار الصناعية حول الأرض والتي تجعل الحياة الحديثة ممكنة. على عكس الصواريخ الكيميائية التي تطلق الغازات للدفع، يتم تشغيل المحركات الأيونية بواسطة ذرات فردية، مما يجعلها أكثر كفاءة في استهلاك الوقود وتسمح للأقمار الصناعية بالعمل لفترة أطول.
ومع ذلك، فهي ليست مثالية. في المستقبل، ستحتاج المركبات الفضائية إلى إجراء مناورات دافعة عالية السرعة – مثل تحقيق سرعة الهروب والالتقاط المداري – التي لا تستطيع المحركات الأيونية الحالية تحقيقها. لهذا السبب، قامت وكالة ناسا بتطوير محرك H71M ذو تأثير هول الذي يعمل بقدرة أقل من كيلووات، وهو محرك أيوني من الجيل التالي يمكنه توفير تغيير في السرعة.
يجب أن يعمل نظام الدفع باستخدام طاقة منخفضة (أقل من كيلووات) وأن يتمتع بإنتاجية عالية للوقود الدافع (أي القدرة على استخدام كتلة إجمالية عالية من الوقود الدافع طوال عمره) لتمكين الدفع المطلوب لتنفيذ هذه المناورات. في حين أن الدفعات الأيونية التجارية جيدة بما يكفي لمعظم الأقمار الصناعية في المدار الأرضي المنخفض، إلا أن هذه المحركات تستخدم فقط “10٪ أو أقل من الكتلة الأولية للمركبة الفضائية الصغيرة في الوقود الدافع”، وفقًا لوكالة ناسا. يستخدم المحرك H71M 30%، ويمكن أن يعمل لمدة 15000 ساعة.
وكتبت وكالة ناسا على موقعها الإلكتروني بخصوص المركبة الفضائية الجديدة: “المركبة الفضائية الصغيرة التي تستخدم تقنية الدفع الكهربائي NASA-H71M ستكون قادرة على المناورة بشكل مستقل من مدار أرضي منخفض (LEO) إلى القمر أو حتى من مدار نقل متزامن مع الأرض (GTO) إلى المريخ”. الدافع الأيوني. “إن القدرة على القيام بمهام تنشأ من هذه المدارات القريبة من الأرض يمكن أن تزيد بشكل كبير من الإيقاع وتخفض تكلفة المهام العلمية إلى القمر والمريخ.”
نشأ إنشاء هذا الدافع من عمل وكالة ناسا على عنصر الطاقة والدفع للبوابة، وهي محطة الفضاء المدارية القمرية المخطط لها من قبل ناسا. قام الفريق بشكل أساسي بتصغير التقنيات الكهربائية الشمسية عالية الطاقة التي ستجعل هذه المهمة القمرية ممكنة في حزمة يمكن أن توفر قوة دفع لمهمات فضائية أصغر.
إحدى أولى شركات المركبات الفضائية التي ستستخدم تقنية الجيل التالي هذه هي شركة SpaceLogistics، وهي شركة فضائية تابعة لشركة Northrop Grumman. تعتمد محركات الدفع NGHT-1X Hall الخاصة بالشركة على تقنية وكالة ناسا، وستسمح لكبسولة تمديد المهمة (MEP) – والتي، كما يوحي اسمها، هي في الأساس مركبة إصلاح عبر الأقمار الصناعية – بالوصول إلى مدار الأرض المتزامن مع الأرض، حيث ستصل إلى مدار الأرض المتزامن مع الأرض. تعلق نفسها بقمر صناعي أكبر. بصفتها “حزمة دفع نفاثة”، ستعمل MEP بمثابة تعايش يعمل بالطاقة الأيونية لتمديد مهمة القمر الصناعي الأكبر بما لا يقل عن ست سنوات.
إذا سارت الأمور على ما يرام، فإن هذا المحرك الصغير والقوي يمكن أن يمكّن من تنفيذ المهام الكوكبية التي كانت تعتبر مستحيلة في السابق.
قد يعجبك ايضا