Agensi Angkasa Eropah telah melaporkan ujian pertama mesin ramjet ion menggunakan udara dari atmosfer di sekitarnya sebagai bahan bakar. Siaran akhbar yang diterbitkan di laman web rasmi agensi itu menyatakan bahawa pada masa akan datang, enjin seperti itu dapat digunakan di satelit kecil, yang akan memungkinkan mereka beroperasi untuk jangka masa yang hampir tidak terbatas di orbit dengan ketinggian 200 kilometer atau kurang.
Enjin ion didasarkan pada prinsip pengionan zarah gas dan pecutannya menggunakan medan elektrostatik. Oleh kerana ciri reka bentuknya, zarah-zarah gas pada enjin sedemikian dipercepat ke kelajuan yang jauh lebih tinggi daripada pada mesin kimia. Enjin ion mampu menghasilkan dorongan spesifik yang jauh lebih tinggi dan menunjukkan penggunaan bahan bakar yang lebih rendah, tetapi mereka mempunyai satu kelemahan yang ketara - ia menghasilkan daya tujah yang sangat rendah berbanding dengan mesin kimia konvensional. Itulah sebabnya sekarang enjin ion jarang digunakan dalam praktik. Contoh terbaru penggunaannya termasuk mungkin kapal angkasa Dawn, yang saat ini mengorbit planet kerdil Ceres, dan misi BepiColombo untuk menjelajah Mercury, yang akan bermula pada akhir 2018.
Rajah enjin ion udara ramjet.
Konfigurasi piawai ion yang digunakan hari ini memerlukan bekalan bahan bakar, yang biasanya adalah gas xenon. Tetapi ada juga konsep mesin ramjet ion, yang tidak pernah digunakan dalam misi angkasa nyata. Ini berbeza dengan enjin ion konvensional kerana sumber bahan bakar bukan bekalan gas yang terbatas, yang mesti dimuat ke dalam tangki sebelum dilancarkan, tetapi langsung menghirup dari atmosfer Bumi atau badan lain dengan atmosfera.
Secara teori, kapal angkasa kecil yang dilengkapi enjin sedemikian dapat berada di orbit rendah hampir selamanya dengan ketinggian 150 kilometer. Dalam kes ini, pengereman atmosfera akan dikompensasi oleh tujahan enjin, yang menarik udara dari atmosfera ini.
Kembali pada tahun 2009, Agensi Angkasa Eropah melancarkan satelit GOCE, yang berkat mesin ion yang sentiasa aktif dengan bekalan xenon, telah berada di orbit 255 kilometer selama hampir lima tahun. Hasil percubaan, ESA memutuskan untuk mula mengembangkan konsep mesin ion ramjet untuk satelit orbit rendah yang serupa.
Pemasangan pensampelan gas.
Video promosi:
Uji enjin ion dengan xenon sebagai bahan bakar.
Prototaip diuji di dalam ruang vakum. Pada mulanya, xenon yang dipercepat dimasukkan ke dalam pemasangan. Sebagai bahagian dari eksperimen kedua, campuran oksigen dan nitrogen dimasukkan ke dalam sistem pengambilan gas, yang mensimulasikan komposisi atmosfer pada ketinggian 200 kilometer. Pada bahagian terakhir ujian, jurutera menggunakan campuran udara bersih untuk menguji kefungsian sistem dalam mod utama.
Uji enjin ion dengan udara sebagai bahan bakar.
Nikolay Khizhnyak