Statek kosmiczny NASA Psyche na energię słoneczną! Zobacz niesamowitą technologię przyszłości

Niegdyś science fiction, teraz rzeczywistość: statek kosmiczny z panelami słonecznymi wystartuje już w przyszłym roku. Wydajna i cicha moc napędu elektrycznego pozwoli dotrzeć mu aż do głównego pasa asteroid między Marsem a Jowiszem. Cel orbitera: bogata w metal asteroida, zwana także Psyche. 

Kosmiczna podróż w stronę Jowisza

Statek kosmiczny wystartuje w sierpniu 2022 roku i pokona 2,4 miliarda kilometrów w ciągu trzech i pół roku. Celem misji jest, aby dostać się do asteroidy, która według naukowców może być częścią jądra planetozymala, zalążka planety tworzącego się we wczesnym etapie ewolucji układu planetarnego.

Po wejściu statku na orbitę zespół misji zacznie badać przy wykorzystaniu dostępnych narzędzi, co ta wyjątkowa asteroida może ujawnić na temat formowania się planet skalistych, takich jak Ziemia.

Zobacz film z wizualizacją misji statku kosmicznego, zrobi na Tobie wrażenie:

Do startu i ucieczki statku kosmicznego z ziemskiej grawitacji wykorzystane zostaną duże chemiczne silniki rakietowe rakiety Falcon Heavy. Ale reszta podróży, gdy Psyche oddzieli się od rakiety nośnej, będzie zależeć od elektrycznego napędu słonecznego

Statek kosmiczny z panelami słonecznymi

Napęd statku polega na dużych panelach słonecznych, które przekształcają światło słoneczne w energię elektryczną, zapewniając w ten sposób źródło zasilania dla silników odrzutowych statku kosmicznego. Psyche będzie pierwszym, który użyje silników odrzutowych Hall poza orbitą naszego księżyca.

Jako paliwo Psyche będzie przewozić zbiorniki wypełnione ksenonem. To gaz używany w reflektorach samochodowych i telewizorach plazmowych. Cztery silniki statku kosmicznego będą wykorzystywać pola elektromagnetyczne do nabierania prędkości, dzięki wyrzucaniu naładowanych atomów i jonów ksenonu. Gdy te jony są wyrzucane, tworzą ciąg, który delikatnie przemieszcza Psyche w kosmos, emitując niebieskie wiązki zjonizowanego ksenonu.

W rzeczywistości pchnięcie, które zapewniają silniki odrzutowe, jest bardzo delikatne. Nie potrzeba wiele energii, aby rozpędzić statek Psyche w przestrzeni kosmicznej. Bez oporu atmosferycznego, który by go powstrzymywał, statek kosmiczny w końcu przyspieszy do prędkości 320 000 kilometrów na godzinę.

Po lewej, ksenonowa plazma emituje niebieską poświatę z elektrycznego silnika Halla, identycznego jak te, które będą napędzać statek kosmiczny NASA Psyche do głównego pasa asteroid. Po prawej podobny nieaktywny silnik strumieniowy. Źródło: NASA/JPL-Caltech

Ponieważ są tak wydajne, silniki Halla mogą działać prawie bez przerwy bez wyczerpania paliwa przez całe lata. Psyche będzie przewozić w swoich zbiornikach 922 kilogramy ksenonu. Inżynierowie szacują, że misja spaliłaby około pięć razy więcej paliwa, gdyby musiała użyć tradycyjnych silników chemicznych.

Już na początku, kiedy projektowaliśmy misję w 2012 roku, mówiliśmy o napędzie słonecznym jako części planu. Bez niego nie mielibyśmy misji Psychepowiedziała Lindy Elkins-Tanton z Arizona State University, która jako główna badaczka prowadzi misję. 

Stało się to częścią charakteru misji. Potrzeba naprawdę wyspecjalizowanego zespołu, aby obliczyć trajektorię i orbity z wykorzystaniem słonecznego napędu elektrycznegododaje.

Inżynierowie z Jet Propulsion Laboratory NASA pracują nad zintegrowaniem silników Halla ze statkiem kosmicznym NASA w lipcu 2021 roku. Na zdjęciu widzimy jeden z silników z boku statku kosmicznego pod czerwoną osłoną ochronną, źródło: NASA/JPL-Caltech

Elektryczny napęd słoneczny w kosmosie

Naukowcy wiedzą jeszcze niewiele o asteroidzie, która w teleskopach wygląda jak maleńka plamka światła. Radar naziemny sugeruje, że ma około 226 kilometrów szerokości i kształt ziemniaka, co oznacza, że ​​naukowcy nie będą wiedzieć, dopóki nie dotrą na miejsce, jak dokładnie działa jej pole grawitacyjne.

Aby się do niej dostać, inżynierowie użyją do nawigacji elektrycznych silników napędowych.

Firma Maxar Technologies, partner NASA, od dziesięcioleci wykorzystuje energię słoneczną do zasilania komercyjnych satelitów komunikacyjnych. Dla statku Psyche musieli jednak przystosować technologię do superwydajnych silników Hall.

Technologia elektrycznego napędu słonecznego zapewnia odpowiednią kombinację oszczędności kosztów, wydajności i mocy i może odegrać ważną rolę we wspieraniu przyszłych misji naukowych na Marsa i dalejpowiedział Steven Scott, kierownik programu Psyche firmy Maxar.

Statek kosmiczny Psyche jest obecnie konstruowany, źródło: NASA/JPL-Caltech

Chcesz wiedzieć więcej o fascynujących technologiach kosmicznych z wykorzystaniem OZE? Zobacz artykuł:

źródło: phys.org, jpl.nasa.gov, youtube.com