Η Ευρωπαϊκή Διαστημική Αντιπροσωπεία (ESA) αναπτύσσει έναν έξυπνο τρόπο για να ταξιδέψει μέσα στο διάστημα

Από την ιστοσελίδα της ESA, 11 Ιουνίου 2002

Η προώθηση με τη βοήθεια ιοντικής μηχανής μπορεί να ανοίξει ολόκληρη την πόρτα  σε μια νέα εποχή της διαστημικής εξερεύνησης
 
Καθώς οι επιστήμονες απαιτούν περισσότερα από τις διαστημικές αποστολές, που ταξιδεύουν σε άλλους κόσμους και ακόμη πιο πέρα, οι παραδοσιακές τεχνολογίες των πυραύλων αρχίζουν να εμφανίζουν ανεπάρκειες. Σαν απάντηση, η ESA βοηθά να αναπτυχθεί ένας νέος τύπος μηχανής πυραύλων, γνωστός ως προώθηση με τη βοήθεια του ηλιακού ηλεκτρισμού, ή πιο κοινά μια ιοντική μηχανή, που αυτή μπορεί να χαρακτηρίσει μια ολοκληρωτικά νέα εποχή της διαστημικής εξερεύνησης.

Η ιοντική προώθηση είναι μια νέα μηχανή των διαστημικών σκαφών της ESA. Δεν καίει καύσιμα όπως οι χημικοί πύραυλοι αλλά αντ' αυτών η τεχνική μετατρέπει το φως του ήλιου σε ηλεκτρική ενέργεια μέσω των ηλιακών πάνελ και το χρησιμοποιεί για να φορτίσει με ηλεκτρικό φορτίο βαρέα άτομα αερίου, τα οποία επιταχύνονται από το διαστημικό σκάφος σε υψηλή ταχύτητα προς τα πίσω. Αυτό βέβαια οδηγεί το διαστημικό σκάφος προς τα εμπρός.

Σε έναν χημικό πύραυλο, που καίει καύσιμα δημιουργούνται αέρια που αποβάλλονται σχετικά αργά έναντι των νέων μηχανών με ηλεκτρικούς προωθητές. Πάντως, σε μια ιοντική μηχανή, το αέριο εκτινάσσεται με μεγάλες ταχύτητες, και αυτό το καθιστά γενικά αποδοτικότερο, απαιτώντας έτσι λιγότερα καύσιμα.

Τέτοιες μηχανές έχουν αποτελέσει από καιρό αντικείμενο της επιστημονικής φαντασίας όμως τώρα η ESA έχει βοηθήσει ώστε να τις μετατρέψει σε επιστημονικό γεγονός. Μια μικρή ιοντική μηχανή ανυψώνει αυτήν την περίοδο το δορυφόρο τηλεπικοινωνιών της ESA, Artemis, στην προγραμματισμένη τροχιά του γύρω από τη Γη και, νωρίς το 2003, ο SMART-1 θα εκτοξευτεί μακριά στο διάστημα από το Διαστημικό Κέντρο Kourou, της Γαλλικής Γουιάνας. Στο διάστημα, αυτό το μικρό διαστημικό όχημα θα χρησιμοποιήσει μια ιοντική μηχανή για να φθάσει στο Φεγγάρι.

Οι ιοντικές μηχανές είναι αληθινά σημαντικές επειδή η υψηλή αποδοτικότητά καθιστά αυτές που θεωρούσαμε προηγουμένως σαν αδύνατες αποστολές, επιτεύξιμες. Στην πραγματικότητα, το  SMART-1 θα εξετάσει μια τεχνική ελιγμού, χρησιμοποιώντας την ιοντική μηχανή του και τη βαρυτική έλξη του φεγγαριού, η οποία θα είναι ουσιαστική για την αποστολή BepiColombo της ESA στον Ερμή, που αναμένεται να πετάξει το 2012.

Ο Giuseppe Racca, διευθυντής προγράμματος για το  SMART-1 εξηγεί: "Με τη χημική προώθηση μπορείτε να κάνετε μόνο  μια μικρή πτήση ή να πάτε σε μια πολύ επιμηκυσμένη τροχιά γύρω από τον πλανήτη. Εάν θέλετε να επιτύχετε μια χαμηλή τροχιά γύρω από τον Ερμή και να παρατηρήσετε πραγματικά τον πλανήτη, μπορείτε μόνο να το κάνετε με την ηλεκτρική προώθηση".

Όπως και στον BepiColombo, θα χρησιμοποιηθεί η ηλιακή ηλεκτρική --ιοντική-- προώθηση και για την αποστολή του Solar Orbiter της ESA, που θα προωθηθεί την ίδια εποχή. Αυτό το όχημα θα χρησιμοποιήσει μια ιοντική μηχανή για να ξεφύγει από το ηλιακό μας σύστημα και να μελετήσει τον ήλιο, σε υψηλά γεωγραφικά πλάτη.

Καθώς  δεν χρειάζεται να μεταφέρει τόσα πολλά καύσιμα, οι ιοντικές μηχανές ελευθερώνουν χώρο για περισσότερα επιστημονικά όργανα. Δεδομένου ότι η τεχνολογία συνεχίζει να γίνεται ολοένα μικρότερη, το μέγεθος των οργάνων μειώνεται όπως και το συνολικό μέγεθος και η μάζα των διαστημικών σκαφών, αυξάνοντας περαιτέρω την αποδοτικότητα. Ο Racca λέει ότι, η προώθηση μέσω ιόντων ανοίγει τον τρόπο να ερευνηθεί το εσωτερικό μέρος του ηλιακού μας συστήματος επειδή έχετε τον ήλιο να σας δίνει ενέργεια.

Πιό πέρα, εντούτοις, όπου το φως του ήλιου είναι πιό αδύνατο, θα απαιτούταν μια νέα πηγή ηλεκτρικής ενέργειας, όπως μια πυρηνική γεννήτρια.  Αυτό είναι το επόμενο λογικό βήμα για την τεχνολογία, σύμφωνα με τον Racca.  Λέει, "θα μπορούσαν να μας πάνε στη ζώνη Kuiper και ακόμα πιο μακριά."

Η ζώνη Kuiper επεκτείνεται πέρα από τον πλανήτη Πλούτωνα και είναι ένας προορισμός που ονειρεύονται πολλοί επιστήμονες, επειδή περιέχει τους κομήτες που μένουν ανενόχλητοι από το σχηματισμό του ηλιακού συστήματος.

Πέρα από αυτούς οι κομήτες είναι ένα μυστήριο βασίλειο με μαγνητικά πεδία και απόκρυφα αέρια, που είναι γνωστό ως διαστρικό διάστημα και που οι αστρονόμοι θα ήθελαν να το ερευνήσουν. Η ηλιακή ηλεκτρική προώθηση θα καθιστούσε μια τέτοια αποστολή πιθανή, επειδή μια ιοντική μηχανή μπορεί να είναι αναμμένη σχεδόν συνεχώς, έτσι ώστε τελικά να ξεπερνά οποιοδήποτε χημικό πύραυλο σε τέτοιες μακροχρόνιες πτήσεις.

"Η ηλεκτρική προώθηση συνολικά, συμπεριλαμβανομένων των ηλιακών και των πυρηνικών τύπων, θα επιτρέψει, πραγματικά, να ανοίξει μια νέα εποχή της εξερεύνησης του ηλιακού μας συστήματος", ολοκληρώνει ο Racca.