Resim kredisi: ESA
Avrupa Uzay Ajansı'nın SMART-1 misyonu, Ay'ın Dünya ile daha küçük bir gezegenin şiddetli çarpışmasından sonra oluştuğuna dair kanıt aramasına yardımcı olmak için devrimci bir iyon motoru kullanacak. Bir iyon motoru, aylarca hatta yıllarca sabit bir akışta iyonize gaz parçacıklarını hızlandırarak çalışır. İtme çok düşük olmasına rağmen, çok verimlidir ve geleneksel roketlerin kullandığı yakıtın bir kısmını gerektirir.
Bilim kurgu film hayranları, ev gezegeninizden kısa mesafelerde seyahat etmek istiyorsanız, hafif bir 'iyon sürücü' kullanacağınızı biliyorlar. Ancak, böyle bir iyon bilim kurgu mu, yoksa bilim gerçeği mi?
Cevap aralarında bir yerde yatıyor. İyon motorları en az 1959'a kadar uzanıyor. 1964'te Amerikan SERT 1 uydusunda iki iyon motoru bile test edildi - biri başarılıydı, diğeri değildi.
İlke sadece geleneksel fiziktir - bir gaz alırsınız ve iyonlaştırırsınız, yani elektriksel bir yük verirsiniz. Bu, elektronlarla birlikte pozitif yüklü gaz iyonları oluşturur. İyonize gaz, motorun arkasındaki bir elektrik alanından veya elekten geçer ve iyonlar motoru terk ederek zıt yönde bir itme oluşturur.
Çok yakıt tasarruflu
Yakın boşluk vakumunda çalışan iyon motorları, itici gazları kimyasal bir roketin jetinden çok daha hızlı dışarı atar. Bu nedenle, kullanılan kilogram itici yakıt başına yaklaşık on kat daha fazla itme gücü sağlayarak onları 'yakıt açısından verimli' hale getirir.
Verimli olmalarına rağmen, iyon motorları çok düşük itme cihazlarıdır. Kullanılan itici gaz miktarı için aldığınız itme miktarı çok iyi, ancak çok güçlü itmiyorlar. Örneğin, astronotlar onları asla bir gezegenin yüzeyini çıkarmak için kullanamazlar. Ancak, uzayda bir kez, hızlı bir şekilde hızlanmak için acele etmiyorlarsa, onları manevra yapmak için kullanabilirler. Neden? İyon sürücüler uzayda yüksek hızlara ulaşabilir, ancak zaman içinde bu hızlara ulaşmak için çok uzun bir mesafeye ihtiyaç duyarlar.
Yavaş avantaj
İyon motorları sihirlerini yavaşça çalıştırır. Elektrikli silahlar iyonları hızlandırır. Bu ivmenin gücü uzay aracının güneş panellerinden geliyorsa, bilim adamları buna 'güneş-elektrik itici gücü' diyorlar. Mevcut uzay aracında tipik olarak kullanılan boyuttaki güneş panelleri sadece birkaç kilovat güç sağlayabilir.
Güneş enerjisiyle çalışan bir iyon motoru bu nedenle kimyasal bir roketin büyük itişi ile rekabet edemezdi. Bununla birlikte, tipik bir kimyasal roket sadece birkaç dakika yanarken, bir iyon motoru aylar hatta yıllar boyunca hafifçe itmeye devam edebilir - güneş parladığı ve itici gazın ömrü devam ettiği sürece.
Nazik itmenin bir başka avantajı, son derece hassas hedef işaretleme gerektiren bilimsel görevler için çok yararlı olan çok hassas uzay aracı kontrolüne izin vermesidir.
ESA’nın uzayda yer almasını sağlama
Mühendisler bir iyon motorunu ilk kez 1998 ve 2001 yılları arasında NASA'nın Deep Space 1 misyonunu kullanarak ana tahrik sistemi olarak test ettiler. ESA'nın SMART-1 misyonu, Ağustos 2003'ün sonlarında piyasaya sürülecek, Ay'a gidecek ve daha ince operasyonlar gösterecek gelecekteki uzun mesafe görevlerinde ihtiyaç duyulan tür. Bunlar, ilk kez gezegenlerin ve uyduların yerçekimini kullanarak güneş-elektrik tahrikini manevralarla birleştirecek.
SMART-1, Avrupa'nın iyon itici kullanımında bağımsızlığını sağlayacaktır. Diğer uzay bilimleri misyonlarının Dünya'nın yörüngesine yakın karmaşık manevralar için iyon motorları kullanması bekleniyor. Örneğin, ESA’nın LISA görevi uzak Evren'den gelen yerçekimi dalgalarını tespit edecektir. ESA’nın gelecekteki gezegen misyonları da iyon motorlarını kullanarak yollarına gönderecek.
Şimdi bilim gerçeği
Güneş-elektrik itişinin günümüzdeki gerçekleri, sinema ekranlarımızda uzay aracıyla uçan bilimkurgu filmlerinin film büyüsüyle eşleşmeyebilir. Bununla birlikte, ESA’nın SMART-1 ve gelecekteki görevler üzerindeki çalışması, iyon sürücülerinin artık bilimkurgudan daha fazla bilim gerçeği olmasını sağlamaktır.
Orijinal Kaynak: ESA Haber Bülteni
