Пређи на садржај

Јонски мотор

С Википедије, слободне енциклопедије
Погон летелица
За постизање ове равнотеже неопходан је систем погона,
мотор + + +.
Врсте
1. Ваздухопловни мотор
1.1 Мотори са унутрашњим сагоревањем:
1.1.1 Клипни мотор
1.1.1 Линијски клипни мотор
1.1.2 Радијални клипни мотор
1.1.3 Ротациони клипни мотор
1.1.4 V клипни мотор
1.1.5 Боксер клипни мотор
1.1.6 Ванкелов мотор
1.2 Погон без процеса сагоревања:
1.2.1 Људски погон летелице
1.2.2 Електро мотор
1.3 Реактивни мотори:
1.3.1 Млазни мотори:
1.3.1.1 Елисномлазни мотор
1.3.1.2 Турбоелисни мотор
1.3.1.3 Турбомлазни мотор
1.3.1.4 Двопроточни турбомлазни мотор
1.3.1.5 Пулсирајући млазни мотор
1.3.1.6 Набојномлазни мотор
1.3.1.7 Надзвучни набојномазни мотор
1.3.1.8 Мотокомпресорски реактивни мотор
1.3.2 Ракетни мотори
1.3.2.1 Ракетни мотор са хемијским горивом
1.3.2.2 Јонски мотор
Портал:Ваздухопловство

Јонски мотор (енгл. Ion engine, рус. Ионный двигатель) је врста електричног ракетног мотора, чији се принцип рада заснива на стварању потиска убрзавањем јона у проточном млазу гаса велике брзине, кроз електрично поље.[1] Наведени појам се искључиво односи на решеткасте електростатичке јонске моторе и често се погрешно доводи у везу са свима електричним системима јонског погона, укључујући и електромагнетске са плазмом.

Предност овог типа јонског мотора је мала потрошња горива и дуготрајно време рада (период максималног рада је преко три године). Недостаци су му занемарљиви, у поређењу са ракетним мотором на хемијско гориво.[1] Потисак јонских мотора је врло мали, поготово у односу на добијени са ракетним мотором на хемијско гориво. Остварени импулс силе му је веома велики, захваљујући изузетно малој маси утрошеног горива. На основу тога, остварује се врло висок коефицијент корисног дејства.[1]

Тренутно се јонски мотор користи само за погон изван Земљине атмосфере, пошто ради само у простору вакуума и не може погонити летелицу кроз атмосферу јер не може радити у присуству јона изван мотора. Осим тога, мали потисак јонског мотора није довољан да савлада велики аеродинамички отпор при лету кроз атмосферу. Свемирски бродови се лансирају ракетним моторима на хемијско гориво, кроз атмосферу до планиране орбите у свемиру. Имајући то у виду, јонском мотору је велика предност једино у примени за погон свемирских летелица у свемиру. Примењују се као главни погонски мотор за мале аутоматске свемирске платформе, за управљање заданом изменом путање и променом орбите вештачких земаљских сателита (за ту намену су неки сателити опремљени са више десетина мањих јонских мотора).[1]

Постоје два принципа јонских мотора, један користи електростатичку силу и убрзавају јоне у смеру електричног поља, а други користе Лоренцову силу.[1][2]

НАСА-ин 2,3 kW NSTAR решеткасти електростатички јонски мотор
Јонски мотор НСТАР

Принцип рада

[уреди | уреди извор]

Јонски мотор користи убрзавање јона у млазу гаса у електростатичком пољу, што у складу са законом о очувању количине кретања ствара силу потиска. Принципи убрзавања јона варирају, али сви пројекти се заснивају на доприносу виског односа маса горива/маса јона, што ствара велике брзине издувних гасова (до 210 км / с, у поређењу са 3-4,5 км / с за ракетне моторе са хемијским горивом).[3] На тај начин је значајно смањена потребна маса горива за погон ракета. Имајући у виду те чињенице, јонски мотори остварују врло велике импулсе силе. То значајно смањује потрошњу реактивне масе јонизираног гаса, у односу на потрошну реактивне масе у ракетама са хемијским горивом, али то захтева релативно много енергије. Утрошком енергије од 1–7 кW, остварује се брзина протока јона 20–50 км/с, а резултат тога је потисак од 20–250 мН.

Недостатак јонског мотора је што се са тим малим потиском не може лансирати ракета, већ само за погон у свемиру свемирских летелица.

Јонски мотори могу бити електростатички или електромагнетски. Главна разлика је у методу погона и убрзавања јона. Постоје два принципа јонских мотора, један користи електростатичку силу у коме се погоне јони у смеру електричног поља, а други користе Лоренцову силу.[1]

Радни флуид (гориво) је обично јонизирани инертни гас (аргон, ксенон итд.), а може и жива. Гориво се доводи до јонизатора, који је сам по себи неутралан, али када је бомбардован са високоенергетским електронима он се јонизира. Тако се у комори ствара мешавина позитивних јона и негативних електрона. За „филтрирање” електрона, у комору се увлачи цев са катодном решетком која привлачи електроне у себе. Позитивне јоне привлачи систем за спровођење који се састоји од две или три решетке. Међу решеткама, одржава се велика разлика у електростатичким потенцијалима (+1090 Волти изнутра насупрот -225 V споља). Као резултат уласка јона у простор између решетки, исти се убрзавају и затим избацују у свемир. Генерише се сила потиска према Трећем Њутновом закону, и убрзава се летелица. Електрони заробљени у катодној цеви избацују се из мотора под малим углом у млазницу, у млаз јонизованог гаса. То је учињено, прво, зато да труп летелице остане неутрално напуњен, друго, да „неутрални” јони на тај начин се не привлаче натраг у летелицу.[1]

Пошто електрични јонски мотор остварује мали потисак, погоњени објекат са њим остварује мало убрзање. Према дефиницији стандардног Земљино убрзања: и дефиниција силе, као изведене физичке величине , добија се потврда претходно наведеног. Према институцији НАСА (примена соларне технологије), мотор који производи силу потиска од 92 мН[4] убрзава сателит масе од 1 тоне за 0,092 Н / 1000 кг = 9,2×10−5 м/с2 (или 9,38×10−6 г). Међутим, то се убрзање може одржавати непрекидно месецима и годинама, за разлику од врло кратког сагоревања хемијског горива код те врсте погона ракета.

Где су:

Енергетско напајање јонских мотора је обично преко електричних соларних панела, а на великим удаљеностима од Сунца се користи нуклеарна енергија. У сваком случају, маса напајања је пропорционална вршној снази ​​која се може испоручити, за ову намену. Готово да не постоје никаква енергетска ограничења за поуздану функцију мотора.

Јонски мотор са електричним напајањем није најперспективнији тип погона свемирских летелица, али је до сада у пракси најуспјешнији.[1] Ради допунске илустрације његових карактеристика, једном јонском мотору би било потребно време од два дана да убрза аутомобил до потребне путне брзине у саобраћају. Техничке карактеристике знатно су му слабије од наведених у литератури за прототипове (првенствено потисак),[1] због ограничених техничких могућности простора за пуњење горивом, којим се стварају јони. То ограничава специфични потисак (силу по попречном пресеку мотора).[1] Јонски мотори стварају низак ниво потиска у поређењу са ракетним мотором са хемијским горивом (Дип спејс 1 има потисак приближно једнак тежини једног листа папира[1]), али он постиже висок специфични импулс, односно високу ефикасност масе горива, захваљујући издувавању гаса великом брзином. Снага која се преноси на издувни гас повећава се са квадратом брзине издувавања док је повећање потиска линеарно. Код ракетног мотора са хемијским горивом је обрнуто, дају велики потисак, али су у укупном импулсу ограничени малом количином енергије која се може хемијски ускладиштити у погонском горивом. Практичном применом доступних извора енергије, убрзање постигнуто јонским мотором је око хиљаду пута мање од стандардне гравитације. Међутим, будући да делује као електрични (или електростатски) мотор, он претвара већи део улазне снаге у кинетичку енергију издувног гаса. Док ракетни мотор са хемијским горивом ради као топлотни мотор, код кога је лимитирана брзина издувних гасова.

Историја

[уреди | уреди извор]

Идеју и концепт о јонском мотору је развио руски научник Константин Циолковски, још 1911. године. Први запис о могућности његовог коришћења је сачинио Роберт Х. Годард, а 1916. и 1917. године, а извео је прве експерименте. Иако је јонски мотор идеалан у вакуумском простору, ти први експерименти су ипак вршини у атмосферским условима. Ернест Штулингерен је детаљно описао и математички моделирао ту технологију, 1954. године.[5]

У Совјетском Савезу се педесетих и шездесетих година двадесетог века развијао се друкчији Халов јонски мотор и он је коришћен за рад на вештачким сателитима од 1972. године. До 1990. године је направљено скоро 200 таквих мотора, а 1992. године је понуђен и западним купцима.[6]

Алексеј Иванович Морозов је написао 1955. године, а 1957. објавио чланак у ЈЕТП-у „О убрзању плазме помоћу магнетног поља“.[7][8] То је дало подстицај истраживању, а већ 1964. године на совјетској летелици Зонд-2, први такав уређај је лансиран у свемир био је мотор плазма-ерозије који је пројектовао А. M. Андрианов. Тај соларни мотор је имао намену управљања усмеравањен летелице, а енергетски је напајан соларним ћелијама.[9]

Први амерички оперативни јонски електростатички мотор (САД, НАСА) изграђен је под вођством Харолда Кауфманруена, 1959. године. Прва успјешна демонстрација тога јонског мотора је реализована 1964. године, у суборбиталном лету (СЕРТ I).[10] Мотор је успјешно радио за планираних 31 минуту. Године 1970. прошао је тест који је показао поузданост дуготрајног рада електростатских мотора живих иона у свемиру (СЕРТ II).[11] Низак потисак и ниска учинковитост дуго су одвраћали америчке пројектанте од кориштења електричних и ионских мотора.

У међувремену, настављен је развој и деловање Совјетског Савеза. Различити типови јонских мотора развијени су и коришћени на различитим типовима свемирских летелица. Мотори СПД-25 су 25 милиметара, СПД-100,[12] а други су серијски уграђени на совјетске сателите од 1982. године.[13]

Као главни (одрживи) мотор, јонски мотор је први пут кориштен на свемирској летелици Дееп Спаце 1 (10. 11. 1998). Следећа возила била су еуропска лунарна сонда Смарт-1, лансирана 28. 09. 2003.[14] и јапанска летелица Хајабус, која је лансирана у астероид Итокава у мају 2003.[1]

Следећи тип летелице АМЦ Давн, производ центра НАСА, погоњена је јонским моторима, настала је након низа прекида и наставака рада, започетог 27. 09. 2007. године. Давн је пројектован за проучавање 4 Веста и Церера (патуљаста планета), носи три НСТАР мотора, а успјешно је испитана на Дееп Спаце 1.[1]

Еуропска свемирска агенција инсталирала је јонски мотор на ГОЦЕ сателит, лансираног 17. 09. 2009. године у ултра-ниску земљину орбиту, на надморској висини од око 260 км. Јонски мотор ствара континуални импулс који компензира аеродинамички отпор и друге не-гравитацијске утицаје на сателит.[1]

Варијанте јонских мотора

[уреди | уреди извор]

Пројекат јонских мотора се може заснивати на једном од два постојећа принципа. Један користи електростатичку силу и убрзавању јона у смеру електричног поља, а други користи Лоренцову силу. Свака од ове две групе јонских мотора има више варијанти концепцијских техничких решења.[1]

Електростатички јонски мотор

[уреди | уреди извор]

Решеткасти електростатички јонски мотор

[уреди | уреди извор]

Решеткасти електростатички јонски мотор (енгл. gridded electrostatic jon thrusters) користи углавном гас ксенон за погон. Ксенон је неутралан гас, па је неопходно да се бомбардује са електронима да би се јонизовао, обично с катодном жарном нити. Када се јонизује, јони се убрзавају са катоде на аноду кроз електрично поље (Кауфманов тип). Са друге стране, електрони се могу убрзати са осцилирајућим електричним пољем које индукује промењиво магнетско поље завојнице (радиофреквентни тип).[11] Позитивно наелектрисане јоне привлаче 2 или 3 редно постављене решетке, које их убрзавају својом разликом потенцијала, обично за 1-2 keV, а резултат постигнуте те велике брзине млаза гаса је издувавање.

Принцип рада решеткастог
електростатичког јонског мотора
Пресек решеткастог електростатичког
јонског мотора (Кауфмановог типа)

Решеткасти електростатички јонски погон је остварен на пројектима:

Принцип рада Халовог јонског погона
Руски Халов јонски погон
  • NSTAR (енгл. NASA Solar electric propulsion Technology Application Readiness)
  • NEXT (енгл. NASA’s Evolutionary Xenon Thruster)
  • NEXIS (енгл. Nuclear Electric Xenon Ion System)
  • HiPEP (енгл. High Power Electric Propulsion)
  • RIT (енгл. EADS Radio-Frequency Ion Thruster)
  • DS4G (енгл. Dual-Stage 4-Grid)[15][16]

Халов јонски мотор

[уреди | уреди извор]

Халов јонски мотор (енгл. Hall effect thrusters) убрзава јоне коришћењем електричног потенцијала између цилиндричне аноде и негативно наелектрисане плазме, која представља катоду. Гас ксенон улази близу аноде, где се одмах постаје јонизује, а јоне привлачи катода и она их убрзава, а уз пут покупи електроне и тада неутралан напушта простор са великом брзином струјања.

Анода је на једном крају цилиндричне цеви, у центру има шиљак који ствара радијално магнетно поље. На јоне углавном не утиче магнетно поље пошто су велики, али на електроне утиче шиљак на аноди, са којим бивају ухваћени а неки се крећу спирално, захваћени Халовом струјом, те утичу на гас ксенон и јонизирају га.[17][18][19]

Јонски мотор са електричном пропулзијом емисије поља

[уреди | уреди извор]

Јонски мотор са електричном пропулзијом емисије поља (енгл. field emission electric propulsion – FEEP) користи једноставан систем да убрзава проток јона течног метала, а првенствено се користи цезијум или индијум, као гориво. Он има посуду у којој је ускладиштен течни метал, из које излази мали канал кроз који течност пролази и на крају кроз прстен за убрзање. Када течни метал уђе у канал, ствара се магнетно поље, које јонизира течни метал и убрзава га у електричном пољу. Спољни извор електрона неутралише позитивно набијени ток јона како би се спречило повратно пуњење летелице.[20][21]

Електромагнетски јонски мотори

[уреди | уреди извор]

Индуктивно пулсирајући јонски мотор

[уреди | уреди извор]

Индуктивно пулсирајући јонски погон (енгл. pulsed inductive thrusters – PIT) уместо континуалног погона постоји и пулсирајући. Састоји се од велике завојнице која окружује коничну цев, у којој се емитује гас, а то је обично амонијак. Велика количина набоја се ствара у кондензаторима и након њиховог пражњења, ствара се импулс електричне струје. Она ствара импулс магнетног поља, које јонизира амонијак, а он се убрзава кроз магнетно поље услед Лоренцове силе.[22]

Јонски мотор са динамичком магнентом плазмом

[уреди | уреди извор]

Јонски погон са динамичком магнетском плазмом (енгл. magnetoplasmadynamic – MPD), као и литијумски јонски мотори са акцелератором Лоренцовом силом (енгл. lithium Lorentz force accelerator – LiLFa), користе као гориво гасове водоник, аргон, амонијак или азот. У неким случајевима користите и ваздух из Земљине атмосфере, као погон. Гас улази у главну комору, где се јонизира између аноде и катоде, са електричним пољем а као плазма проводи електричну струју, која ствара магнетно поље око катоде, па Лоренцова сила убрзава плазму.[23]

Безелектродни плазмени јонски мотор

[уреди | уреди извор]

Безелектродни плазмени јонски мотор (енгл. electrodeless plasma thrusters) не користи електроде јер су оне обично ограничавајући фактор за век јонског мотора, и имају својство да му пригушују рад. Неутрални гас се јонизује са електромагнетским зрачењем, а затим се у другој комори убрзава са осцилирајућим електричним и магнетним пољем. Због одвојеног јонизовања и убрзавања јона, регулише се одређени импулс силе мотора.[24]

Електротермални јонски мотор

[уреди | уреди извор]

Постоји неколико врста тог погона:

  • Ресистоџет
  • Аркџет
  • Микроталасни електро термални јонски мотор
  • Термални јонско циклотронски јонски мотор (VASIMR)
ВАСИМР
[уреди | уреди извор]

ВАСИМР, или варијабилна специфична импулсна магнетоплазматска ракета, јонизира пропелент у плазму помоћу радио таласа, а затим магнетско поље убрзава плазму у задњем делу ракетног мотора у функцији стварања потиска. ВАСИМР се тренутно развија од стране приватне фирме Ад Астра Роцкет Цомпанy, са седиштем у Хјустону, уз помоћ канадског Наутела, који производи 200 кW РФ генеришући јонизирајуће потисне гасове. Неке од компонената „проточне плазме” испитује се у лабораторијама смјештеним у Либерији, Костарика. Овај пројекат води бивши астронаут НАСА-е др. Франклин Цханг-Дíаз (ЦРЦ-УСА).

VASIMR у пресеку

Испитани мотор ВАСИМР, снаге 200 кW, је био предмет расправе о постављању на Међународну свемирску станицу, као део плана за испитивање ВАСИМР-а у свемиру. Међутим, планови за овај опит на броду ИСС отказани су 2015. године, од стране центра НАСА. Предвиђени мотор од 200 кW могао би смањити трајање лета од Земље до Јупитера или Сатурна са четрнаест месеци на шест, а до Марса са 6 месеци на 39 дана.[25]

Хеликон двослојни јонски мотор

[уреди | уреди извор]

Хеликон двослојни јонски мотор (енгл. helicon double layer thrusters) избацује јонизоване гасове са великом брзином. Гас се убацује у цевну комору чија је задња страна отворена. Наизменични Радио фреквентни таласи (прототип је направљен са 13,56 MHz) стварају специјално обликоване антене које окружују комору. Радио таласи проузрокују стварање плазме. Магнетно поље је углавном константно, али се у једном делу грана, стварајући магнетну млазницу. Велика је разлика у густини плазме у комори и магнетној млазници, што изазива убрзавање и избацивање јона. Резултат тога је сила потиска.[26]

Поређење јонских мотора

[уреди | уреди извор]
Подаци испитивања појединих јонских мотора
Мотор Гориво Потребна снага
(kW) 		Специфични импулс
(s) 		Потисак
(mN)
NSTAR[27] Ксенон 2,3 3.300 92
NEXT[28] Ксенон 7,7 4.300 327
NEXIS[29] ксенон 20,5 6.000-7.500 400
HiPEP[30] Ксенон 25-50 6.000-9.000 460-670
RIT 22[31] Ксенон 5 3.000-6.000 50 - 200
Халов јонски погон[32] Бизмут 25 3.000 1.130
Халов јонски погон[32] Бизмут 140 8.000 2.500
Халов јонски погон[32] Ксенон 25 3.250 950
Халов јонски погон[32] Ксенон 75 2.900 2.900
FEEP[33] Текући цезијум 6x10−5-0,06 6.000-10.000 0,001-1
VASIMR[34] Аргон 200 3.000-30.000 ~5.000
Неколико примера експерименталних јонских мотора
Мотор Гориво Потребна снага
(kW) 		Специфични импулс
(с) 		Потисак
(mN)
MPDT[35] водоник 1.500 4.900 26.300
MPDT[35] водоник 3.750 3.500 88.500
MPDT[35] водоник 7.500 6.000 60.000
LiLFA[36] Пара литијума 500 4.077 12.000
Легенда: Динамичка магнетна плазма — MPDT

Време трајања рада

[уреди | уреди извор]

Од јонских мотора малог потиска се захтева дуготрајан и континуални рад, како би исти имали на располагању довољно времена за достизање потребне брзине (убрзањем) летелице за реализацију задате мисије. Имајући то у виду, за јонске моторе пројектни захтеви су наглашени да обезбеде континуални рад у временском интервалу од неколико недеља, па и година.

На време трајања непрекидног рада и животни век електростатичких јонских мотора утиче неколико фактора и процеса. У електростатичким мрежастим конструкцијама, јони мењају набој са протоком неутралног гаса и убрзавају се према негативно пристраној мрежи акцелератора, па изазивају ерозију решетке. Завршетак животног века се догађа кад структура мреже пропадне или отвори у њој постану толико велики да је екстракција јона битно угрожена; нпр. појавом повратног протока електрона. Ерозија мреже се не може избећи и она је главни узрок ограничавања животног века јонских мотора. Основни услов при пројектовању решетке је оптималан избор материјала, са чиме је могуће обезбедити смањење ерозије и повећање века трајања рада јонског мотор до 20.000 сати, па и више.

Испитивањем електростатичког јонског мотора, у центру НАСА, добијено је трајање рада од 30.472 сати (отприлике 3,5 године), са континуалним потиском при максималној снази. Тако нпр. решеткасти електростатички јонски погон NSTAR је испитан, са чиме је потврђено да може да ради 3,5 година без квара.[37][38]

Пројекат NEXT центра НАСА је испунио услове непрекидног рада више од 48.000 сати. Испитивање је изведено у комори високог вакуума. Током испитивања од 5,5 + година, мотор је потрошио око 870 килограма ксенонског горива. Укупни генерирани импулс захтева више од 10.000 килограма конвенционалног ракетног горива за сличну примену.

Очекује се да ће напредни електрични погонски систем AEPS радити око 5.000 сати, а пројекат има циљ да изврши мисију лета са животним веком од око 50.000 сати.[39][40]

Тунели, канали и керамичке испусне коморе мотора су изложени јакој ерозији услед деловања енергетских јона, Опит који је забележен 2010. године показао је ерозију од око 1 мм, на стотину сати рада.[19]

Гориво

[уреди | уреди извор]

Процес јонизације троши велики проценат енергије потребне за погон јонских мотора. Идеални погонски гас се лако јонизира и има висок однос енергија / јонизација. Осим тога, погонски гас не би требао у великој мери нагризати мотор да би се обезбедио дуг век његовог трајања, а истовремено не би смео контаминирати летелицу.

Многе савремене конструкције користе гас ксенон, јер му је потребна мања енергија јонизације, има велики атомски број, не реагује са другим атомима и не уништава значајно опрему мотора. Недостатак је што га има мало на Земљи и веома је скуп.

Жива се користила код старијих конструкција, она је отровна и врло скупа, а има и тенденцију да реагује у контакту са металима на свемирској летелици.[41]

Бизмут је још увек предмет проучавања и доста обећава, поготово за Халов јонски мотор.[42]

VASIMR јонски мотор теоретски може да користи било које гориво, али су испитивања показала да је најпогоднији аргон, којег има доста и јефтин је.[19]

У току су испитивања употребе крутог јода, као погонског горива, како би се смањила запремина складиштења.

Енергетска ефикасност

[уреди | уреди извор]
  је подручје тренутне пропулзивне ефикасности (), а   укупне ефикасности летелице (), у процентима укупне ефикасности мотора. Убрзавање летелице је од почетка. Максимална ефикасност летелице је око 1,6 пута већа од брзине издува.

Енергетска ефикасност мотора је однос кинетичке енергије издувног млаза у секунди и утрошене електричне енергије. Укупна енергетска ефикасност система је одређена са пропулзивном ефикасности која зависи од брзине летелице и брзине издува. Неки мотори могу мењати брзину издувних гасова, али сви се могу пројектовати са различитим брзинама издувних гасова. На доњем крају промењиве специфичног импулса, Iсп, укупна ефикасност пада, јер јонизација троши већи проценат енергије, а при високом крају пропулзивна ефикасност је смањена. Оптималне ефикасности и брзине издувних гасова за сваку задану мисију се могу израчунати како би се постигли минимални укупни трошкови.[43]

Оперативна употреба

[уреди | уреди извор]

Јонски мотор је првенствено намењен за погон свемирских летелица. Погодан за испуњење услова малог потиска и уз услов да при томе поуздано ради дужи временски период. Користи се за промену орбите летелице, подешавање висине лета поготово у нижим слојевима атмосфере, пренос горива између разних спремника и за прецизно подешавање позиције. Сматра се да је веома погодан погон за међупланетарне мисије.[18][17]

Активне мисије

[уреди | уреди извор]
Модел свемирске летелице БепиЦоломбо.
  • Артемис

Комуникациони сателит изграђен од стране Еуропске свемирске агенције.[14]

  • Хајабуса-2

Аутоматска међупланетарна станица Јапанске агенције за свемирска истраживања (ЈАXА), пројектована за испоруку узорака тла астероида класе C.[44]

  • БепиЦоломбо

Заједничка аутоматска мисија свемирске агенције Еуропске свемирске агенције (ЕКА) и Јапанске агенције за истраживање свемира (ЈАКСА) за проучавање Меркура. Две летелице биће лансиране у орбиту: Мерцури Планетари Орбитер и Мерцури Магнетоспхериц Орбитер.

Свечано лансирање је одржано 20. 10. 2018. године. Долазак Меркура Планетарија је у децмбру 2025. године, након лета на Земљи, две године Венере и 6 лета Меркура.[45][46][47]

  • Dawn

Реализовани летови

[уреди | уреди извор]
Deep Space 1 у окружењу комета.
Модел летелице Хајабуса
Уметнички приказ летелице СМАРТ-1
АМС Даwн, међупланетарни лет (рачунарска графика)
  • SERT

Први пут је јонски погон приказан на лету SERT I и SERT II. SERT I је лансиран 20. јула 1964, када је коришћен електростатички јонски мотор, а гориво жива и цезијум. SERT II је лансиран 3. фебруара 1970, а користио је два јонска мотора са живом као горивом и остварио је на хиљаде сати рада.[11]

  • Deep Space 1

Експериментална аутоматска међупланетарна станица (АМЦ), лансирана 24. 10. 1998. године, у оквиру програма НАСА „Нови миленијум”. Користио је решеткасти електростатички јонски мотор NSTAR и гориво ксенон. Главни циљ лета био је испитати дванаест најновијих технологија које могу значајно смањити трошкове и ризике свемирских пројеката.[48]

  • Артемис Европска свемирска агенција је лансирала 12. јула 2001. телекомуникацијски сателит, и у почетку је имао проблема са јонским мотором RIT-10, који је након 18 месеци ипак успео да изврши свој задатак, постављање у планирану геостационарну орбиту.[49]
  • Хајабуса Јапанска свемирска агенција је лансирала 2003.годинр летелицу Хајабуса, која се задржала у близини астероида 25143 Итокава, и имала је јонски мотор на ксенон. Иако је летелица имала неких проблема са јонским мотором, успешно се вратила на Земљу.[50]
  • Смарт 1

Прва аутоматска станица Еуропске свемирске агенције за проучавање Месеца. Уређај је израђен по налогу ЕСА-е од стране Шведске свемирске корпорације уз учествовање готово 30 коопераната из 11 еуропских земаља и САД-а. Укупна вредност пројекта је износила 110 милиона евра.[51]

  • Зора Лансиран је 27. септембра 2007. године, са задатком да истражи астероид Веста и патуљасту планету Цереса. Коришћена су три јонска мотора са летелице Deep Space 1. Остварено је убрзање од 0 до 97 km/h у току 4 дана.[52]
  • GOCE

ESA је лансирала GOCE 16. септембра 2009. за лет током 20 месеци ради проучавања гравитацијског поља Земље и струјања у океанима. Јонски мотор са својим потиском одржава задану висину уравнотежујући силу услед земљине гравитације.[53]

  • LISA Pathfinder

Завршена свемирска мисија Европске свемирске агенције (ЕСА), осмишљена за испитивање технологија потребних за планирану изградњу еволуиране опсерваторије свемирске антене за ласерске интерферометре (еЛИСА). Циљ мисије еЛИСА, чије је лансирање планирано за 2034. годину, је оспособљавање регистровања гравитацијских таласа и испитивање опште теорије релативности. Раније је пројект Патхфиндер био познат као Мала мисија за напредно истраживање у технологији-2 (СМАРТ-2)[54]. Покретање стартне летелице Вега одржано је 3. 12. 2015. године.[55]

  • Dawn

Automatska međuplanetarna stanica (AMC), koju je NASA pokrenula 27. 11. 2007. godine za proučavanje asteroida West i patuljastog planeta Ceres.

„Zora” bila je prva misija istraživanja iz orbite više nebeskih tela, prvi uređaj za rad u orbiti asteroida glavnog pojasa (od 2011. do 2012) i prvi u orbiti patuljaste planete (od 2015. do danas).[56]

Trošak misije je 373 miliona dolara za izgradnju i lansiranje letelice.[56]

Uređaj je 1. 11. 2018. godine iscrpio sve zalihe goriva za manevriranje i promenu orbite, pa je zvanično završena njegova misija posle 11 godina trajanja.

Kosmički program agencije NASA, nazvan „Prometej”, koji nije realizovan.
Za njega je razvijen snažan jonski motor, koji se napaja strujom iz nuklearnog reaktora.

Reference

[уреди | уреди извор]
  1. ^ а б в г д ђ е ж з и ј к л љ м Edgar Y. Choueiri (02. 2009). „New dawn of electric rocket” (на језику: (језик: енглески)). Архивирано из оригинала (PDF) 19. 12. 2017. г. Приступљено 4. 03. 2019. „New dawn of electric rocket” 
  2. ^ „NASA’s New Ion Thruster Breaks Records, Could Take Humans to Mars” (на језику: (језик: енглески)). futurism. 13. 10. 2017. Приступљено 7. 03. 2019. „NASA’s New Ion Thruster Breaks Records, Could Take Humans to Mars” 
  3. ^ „Испытан рекордный ионный двигатель” (на језику: (језик: руски)). membrana. 12. 12. 2006. Архивирано из оригинала 20. 08. 2011. г. Приступљено 10. 03. 2019. „Испытан рекордный ионный двигатель” 
  4. ^ Shiga, David (28. 09. 2007). „Next-generation ion engine sets new thrust record” (на језику: (језик: енглески)). newscientist. Приступљено 10. 03. 2019. „Next-generation ion engine sets new thrust record” 
  5. ^ E. Y. Choueiri. „A Critical History of Electric Propulsion: The First 50 Years (1906–1956)” (PDF) (на језику: (језик: енглески)). Архивирано из оригинала (PDF) 24. 06. 2007. г. Приступљено 12. 03. 2019. „A Critical History of Electric Propulsion: The First 50 Years (1906–1956)” 
  6. ^ (језик: руски) „Native Electric Propulsion Engines Today”. Архивирано из оригинала 06. 06. 2011. г. , Novosti Kosmonavtiki, 1999, No.7
  7. ^ Морозов А. И.,„O ubrzanju plazme pomoću magnetnog polja“, časopis ЖЭТФ, 1957. godine, стран. 305—310
  8. ^ Мамонтов, Дмитрий (20. 02. 2006). „Потомки повелителя ветров: Вместо сердца - плазменный мотор!” (на језику: (језик: руски)). popmech. Приступљено 12. 03. 2019. „Потомки повелителя ветров: Вместо сердца - плазменный мотор!” 
  9. ^ Доктор физико-математических наук А. МОРОЗОВ. „КОСМИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОВОЗ” (на језику: (језик: руски)). nkj. Приступљено 12. 03. 2019. „КОСМИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОВОЗ” 
  10. ^ „Glenn Contributions to Deep Space 1” (на језику: (језик: енглески)). nasa. 21. 05. 2008. Приступљено 12. 03. 2019. „Glenn Contributions to Deep Space 1” 
  11. ^ а б в „SPACE ELECTRIC ROCKET TEST II (SERT II)” (на језику: (језик: енглески)). nasa. Архивирано из оригинала 14. 02. 2017. г. Приступљено 12. 03. 2019. „SPACE ELECTRIC ROCKET TEST II (SERT II)” 
  12. ^ „Стационарный плазменный двигатель СПД-100” (на језику: (језик: руски)). mai. Архивирано из оригинала 01. 07. 2018. г. Приступљено 12. 03. 2019. „Стационарный плазменный двигатель СПД-100” 
  13. ^ „Спутник убийца или благодетель: что запустила Россия в космос?” (на језику: (језик: руски)). republic. 24. 11. 2014. Приступљено 12. 03. 2019. „Спутник убийца или благодетель: что запустила Россия в космос?” 
  14. ^ а б „Ионные двигатели: от фантастики к реальным пускам” (на језику: (језик: руски)). cnews. Приступљено 12. 03. 2019. „Ионные двигатели: от фантастики к реальным пускам” 
  15. ^ „ESA and ANU make space propulsion breakthrough” (Саопштење). ESA. 11. 1. 2006. Приступљено 29. 4. 2007. 
  16. ^ „ANU and ESA make space propulsion breakthrough”. DS4G Web Story. ANU Space Plasma, Power & Propulsion Group (SP3). The Australian National University. 6. 12. 2006. Архивирано из оригинала 27. 6. 2007. г. Приступљено 30. 6. 2007. 
  17. ^ а б Richard R. Hofer. „Development and Characterization of High-Efficiency, High-Specific Impulse Xenon Hall Thrusters” (pdf) (на језику: (језик: енглески)). nasa. Приступљено 14. 03. 2019. „Development and Characterization of High-Efficiency, High-Specific Impulse Xenon Hall Thrusters” 
  18. ^ а б „Hall-Effect Stationary Plasma thrusters” (на језику: (језик: енглески)). permanent. Архивирано из оригинала 22. 01. 2019. г. Приступљено 14. 03. 2019. „Hall-Effect Stationary Plasma thrusters” 
  19. ^ а б в C. Bundesmann, M. Tartz,. „A closer look at a stationary plasma thruster” (PDF) (на језику: (језик: енглески)). uni-leipzig. Архивирано из оригинала (PDF) 17. 04. 2018. г. Приступљено 15. 03. 2019. „A closer look at a stationary plasma thruster” 
  20. ^ Marcuccio, S. „The FEEP Principle”. Архивирано из оригинала 25. 12. 2007. г. Приступљено 21. 11. 2007. 
  21. ^ Colleen Marrese-Reading; Polk, Jay; Mueller, Juergen; Owens, Al. „In-FEEP Thruster Ion Beam Neutralization with Thermionic and Field Emission Cathodes” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) 13. 10. 2006. г. Приступљено 21. 11. 2007. 
  22. ^ Mikellides. „Pulsed Inductive Thruster (PIT): Modeling and Validation Using the MACH2 Code” (PDF). Архивирано из оригинала (PDF) 10. 10. 2006. г. Приступљено 21. 11. 2007. 
  23. ^ K. Sankaran, L. Cassady, A. D. Kodys and E. Y. Choueiri (22. 01. 2003). „A Survey of Propulsion Options for Cargo and Piloted Missions to Mars” (на језику: (језик: енглески)). princeton. Архивирано из оригинала 09. 08. 2020. г. Приступљено 17. 03. 2019. „A Survey of Propulsion Options for Cargo and Piloted Missions to Mars” 
  24. ^ N BATHGATE, M M M BILEK and D R MCKENZIE (20. 06. 2017). „Electrodeless plasma thrusters for spacecraft: a review” (на језику: (језик: енглески)). iop. Приступљено 18. 03. 2019. „Electrodeless plasma thrusters for spacecraft: a review” 
  25. ^ Zyga, Lisa (6. 10. 2009). „Plasma Rocket Could Travel to Mars in 39 Days” (на језику: (језик: енглески)). phys. Приступљено 17. 03. 2019. „Plasma Rocket Could Travel to Mars in 39 Days” 
  26. ^ Nicolas Plihon, Pascal Chabert. „Helicon Double Layer Thruster Concept for High Power NEP” (pdf) (на језику: (језик: енглески)). esa. Приступљено 18. 03. 2019. „Helicon Double Layer Thruster Concept for High Power NEP” 
  27. ^ „NASA SOLAR ELECTRIC PROPULSION TECHNOLOGY APPLICATION READINESS (NSTAR)” (на језику: (језик: енглески)). nasa. Архивирано из оригинала 05. 03. 2016. г. Приступљено 14. 03. 2019. „NASA SOLAR ELECTRIC PROPULSION TECHNOLOGY APPLICATION READINESS (NSTAR)” 
  28. ^ Daniel A. Herman. „NASA’s Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) Project Qualifi cation Propellant Throughput Milestone: Performance, Erosion, and Thruster Service Life Prediction After 450 kg” (pdf) (на језику: (језик: енглески)). nasa. Приступљено 14. 03. 2019. „NASA’s Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) Project Qualifi cation Propellant Throughput Milestone: Performance, Erosion, and Thruster Service Life Prediction After 450 kg” 
  29. ^ John Steven Snyder (31. 10. 2005). „Results of a 2000-Hour Wear Test of the NEXIS Ion Engine” (pdf) (на језику: (језик: енглески)). semanticscholar. Приступљено 14. 03. 2019. „Results of a 2000-Hour Wear Test of the NEXIS Ion Engine” 
  30. ^ Michael J. Patterson. „The High Power Electric Propulsion (HiPEP) Ion Thruster” (на језику: (језик: енглески)). researchgate. Приступљено 14. 03. 2019. „The High Power Electric Propulsion (HiPEP) Ion Thruster” 
  31. ^ C. Altmann, C. Arnold, J. Kuhmann, C. Syring,. „The RIT 2X propulsion system: current development status” (pdf) (на језику: (језик: енглески)). iepc2017. Приступљено 14. 03. 2019. „The RIT 2X propulsion system: current development status” [мртва веза]
  32. ^ а б в г Y. Raitses† and N. J. Fisch. „Parametric investigations of a nonconventional Hall thruster” (PDF) (на језику: (језик: енглески)). pppl. Приступљено 14. 03. 2019. „Parametric investigations of a nonconventional Hall thruster” 
  33. ^ Salvo Marcuccio; Angelo Genovese; Mariano Andrenucci (5. 10. 1998). „Experimental Performance of Field Emission Microthrusters” (на језику: (језик: енглески)). arc.aiaa. Приступљено 14. 03. 2019. „Experimental Performance of Field Emission Microthrusters” 
  34. ^ „VASIMR ENGINE Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket Engine” (на језику: (језик: енглески)). researchgate. Приступљено 14. 03. 2019. „VASIMR ENGINE Variable Specific Impulse Magnetoplasma Rocket Engine” 
  35. ^ а б в „Magnetoplasmadynamic Thrusters” (на језику: (језик: енглески)). nasa. Архивирано из оригинала 12. 12. 2019. г. Приступљено 14. 03. 2019. „Magnetoplasmadynamic Thrusters” 
  36. ^ Florian Ion Tiberiu Petrescu. „About the Ionic Engines” (на језику: (језик: енглески)). Polytechnic University of Bucharest: researchgate. Приступљено 14. 03. 2019. „About the Ionic Engines” 
  37. ^ Edgar Y. Choueiri. „Ef!cient electric plasma engines are propelling the next generation of space probes to the outer solar system” (на језику: (језик: енглески)). princeton. Архивирано из оригинала 19. 12. 2017. г. Приступљено 14. 03. 2019. „Ef!cient electric plasma engines are propelling the next generation of space probes to the outer solar system” 
  38. ^ Edgar Y. Choueiri. „The Efficient Future of Deep-Space Travel--Electric Rockets” (на језику: (језик: енглески)). scientificamerican. Приступљено 14. 03. 2019. „The Efficient Future of Deep-Space Travel--Electric Rockets” 
  39. ^ „Aerojet Rocketdyne Signs Contract to Develop Advanced Electric Propulsion System for NASA” (на језику: (језик: енглески)). rocket. Архивирано из оригинала 28. 09. 2018. г. Приступљено 15. 03. 2019. „Aerojet Rocketdyne Signs Contract to Develop Advanced Electric Propulsion System for NASA” 
  40. ^ Daniel A. Herman, Todd A. Tofi l,. „Overview of the Development and Mission Application of the Advanced Electric Propulsion System (AEPS)” (PDF) (на језику: (језик: енглески)). nasa. Приступљено 14. 03. 2019. „Overview of the Development and Mission Application of the Advanced Electric Propulsion System (AEPS)” 
  41. ^ Elgin, Ben (19. 11. 2018). „This Silicon Valley Space Startup Could Lace the Atmosphere With Mercury” (на језику: (језик: енглески)). bloomberg. Приступљено 16. 03. 2019. „This Silicon Valley Space Startup Could Lace the Atmosphere With Mercury” 
  42. ^ James Szabo, Bruce Pote. „Performance Evaluation of an Iodine-Vapor Hall Thruster” (на језику: (језик: енглески)). aiaa. Приступљено 16. 03. 2019. „Performance Evaluation of an Iodine-Vapor Hall Thruster” 
  43. ^ „Mass-Flow Rate, Thrust, and Propulsive Efficiency” (на језику: (језик: енглески)). nasa. Приступљено 18. 03. 2019. „Mass-Flow Rate, Thrust, and Propulsive Efficiency” 
  44. ^ „Японский космический зонд Хаябуса-2 отправится к астероиду 1999JU3” (на језику: (језик: руски)). tass. 2. 12. 2014. Приступљено 19. 03. 2019. „Японский космический зонд Хаябуса-2 отправится к астероиду 1999JU3” 
  45. ^ Stephen D Clark1 and Mark S Hutchins. „BepiColombo Electric Propulsion Thruster and High Power 1 Electronics Coupling Test Performances” (pdf) (на језику: (језик: енглески)). Приступљено 19. 03. 2019. „BepiColombo Electric Propulsion Thruster and High Power 1 Electronics Coupling Test Performances” [мртва веза]
  46. ^ „BEPICOLOMBO LAUNCH RESCHEDULED FOR OCTOBER 2018” (на језику: (језик: енглески)). esa. Архивирано из оригинала 19. 03. 2017. г. Приступљено 19. 03. 2019. „BEPICOLOMBO LAUNCH RESCHEDULED FOR OCTOBER 2018” 
  47. ^ „BepiColombo Factsheet” (на језику: (језик: енглески)). esa. Приступљено 19. 03. 2019. „BepiColombo Factsheet” 
  48. ^ „Deep Space 1” (на језику: (језик: енглески)). nasa. Приступљено 20. 03. 2019. „Deep Space 1” 
  49. ^ „Artemis team receives award for space rescue” (на језику: (језик: енглески)). esa. Приступљено 20. 03. 2019. „Artemis team receives award for space rescue” 
  50. ^ „Pluto Features Given First Official Names” (на језику: (језик: енглески)). iau. Приступљено 20. 03. 2019. „Pluto Features Given First Official Names” 
  51. ^ „Probe crashes into Moon's surface” (на језику: (језик: енглески)). bbc.co. 03. 09. 2006. Приступљено 20. 03. 2019. „Probe crashes into Moon's surface” 
  52. ^ „The Prius of Space” (на језику: (језик: енглески)). nasa. 13. 09. 2007. Архивирано из оригинала 13. 10. 2018. г. Приступљено 20. 03. 2019. „The Prius of Space” 
  53. ^ „ESA’s GOCE homepage” (на језику: (језик: енглески)). esa. Архивирано из оригинала 19. 03. 2019. г. Приступљено 20. 03. 2019. „ESA’s GOCE homepage” 
  54. ^ Amos, Jonathan (3. 12. 2015). „Lisa Pathfinder launches to test space 'ripples' technology” (на језику: (језик: енглески)). bbc. Приступљено 21. 03. 2019. „Lisa Pathfinder launches to test space 'ripples' technology” 
  55. ^ „Ракета Vega с украинским двигателем в шестой раз стартовала с космодрома Куру” (на језику: (језик: руски)). lenta. 3. 12. 2015. Приступљено 21. 03. 2019. „Ракета Vega с украинским двигателем в шестой раз стартовала с космодрома Куру” 
  56. ^ а б „Dawn at Ceres” (PDF) (на језику: (језик: енглески)). nasa. Приступљено 21. 03. 2019. „Dawn at Ceres” 

Spoljašnje veze

[уреди | уреди извор]
Jonski motor на Викимедијиној остави.

Чланци

[уреди | уреди извор]
Преузето из „https://sr.wikipedia.org/w/index.php?title=Jonski_motor&oldid=28915835”