燃料効率の良いT6イオンスラスタは2024年までにBepiColomboをMercuryに送る

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Anonim

ロケットに対するイオンスラスタの宇宙探査の利点を説明する最も簡単な方法は、単純な「Tortoise and the Hare」スタイルでそれらを比較することです。この2つのうち速い方(この場合はロケット)は、常にレースに勝つわけではありません。 。

NASAの宇宙推進技術プログラム担当上級技術者、マイケル・パターソン氏は、次のように述べています。「野ウサギは化学推進システムであり、30分または1時間メインエンジンを発射してから惰走させるミッションです。」 逆 。 「電気推進では、最初の宇宙船の速度は非常に遅くなりますが、非常に長い時間(何千時間も)かけ続けると亀のようになり、その後宇宙船は速度に対して非常に大きなデルタを拾います。 」

イオンスラスタは、欧州宇宙機関の水星への任務に使用されます。 BepiColombo(おそらくこれまでに英国で最も音が鳴っている宇宙船)は2017年に打ち上げられ、2019年と2020年に金星によって飛行し、そして2024年に水星の重力によって捕獲されます。

宇宙船は特別に設計されたT6イオンスラスタを使用します。これはESAが約7年間の任務期間にわたって銀河の最も内側の惑星を研究することを可能にします。 ESAとBepiColomboによって配備された日本の宇宙機関(JAXA)からの2つのオービターも1地球年の間惑星の表面を分析することができるでしょう。

PattersonがNASAのDeep Space 1 Dawnミッションの設計エンジニアおよびNASAのEvolutionary Xenon Thruster(NEXT)推進システムの主任研究者として長年にわたって開発してきたイオンスラスタ技術がなければ、長い旅の物流は不可能です。彼は、技術がはるかに高い燃料効率、(BepiColomboによって行われているもののような)より長い任務に進む能力、およびより低コストの法外な離陸手順を提供すると言います。現在、彼は、ロケットの質量の50パーセントが化学推進剤専用であると言います。

「(典型的なロケットスラスタの場合)次の場所に押し進めようと思っているものを何でも押すことができるように、宇宙に推進力を入れるために打ち上げロケットの半分(質量)を費やしています」とPattersonは言います。 「宇宙船に搭載されている化学推進システムを排除し、電気推進を導入することで、その数を劇的に減らして全体の質量の10、15、または20パーセントにすることができます。」

T6のようなグリッド付き静電イオンスラスタは、推進剤としてキセノンガスを利用しています。 ESA推進エンジニアのNeil Wallaceは、「同じ質量の推進薬」を想定すると、T6スラスタは「従来のケミカルスラスタの15倍の速度」まで加速することさえできると発表しました。

Elon Muskが設立した会社が最近ロケットを再利用し、それらを海の無人偵察機に着陸させることができることを実証したので、ロケットを発射するための費用効果的な方法を思いつくことはもちろん、SpaceXの焦点でした。

しかし、宇宙探査の燃料費の恩恵を受けるイオン推進力は「氷河」の速度で進歩している、とPattersonは指摘しています。

「NASA​​と欧州宇宙機関による技術の適用率はかなり低いペースでいます」と彼は言います。 「コンセプトからアプリケーションまで、家電について話しているのであれば、9〜12ヶ月かかります。次のイオン推進システムは、今月15年前に私が作ってテストしたエンジンを置き換えます。私たちは、2021年に行われる最も初期のアプリケーションについて話しています。」

NASAは今週、カリフォルニア州に拠点を置くAerojet Rocketdyneに、BepiColombo搭載の高効率燃料駆動イオンエンジンよりもさらに長寿命化を可能にする、太陽電池駆動イオンエンジンを開発するための36ヶ月契約を授与しました。

今のところ、EASのBepiColomboトリップを推進するT6イオンスラスタは、太陽電池および化学推進薬のスラスタからの助けを借りて、7年間の任務全体にわたって宇宙船を操縦するのに十分なリソースがあるでしょう。惑星の引力を使ったパチンコ法に頼る方法 - 火星人 スタイル。

EASの任務は急速に近づいていて、そして機関は今週、T5のより大きい兄弟である新しいT6スラスタのテストを完了したばかりです。 Pattersonによると、NASAは2020年代にいくつかのイオンスラスタベースのミッションを実施する予定です。

Pattersonによると、NASAはすでに「化学的推進力を使って」比較的簡単な天体すべての軌道監視を行っていますが、より小さく、より遠くに到達する月や小惑星などの軌道なしイオンスラスタの定常補正能力

「今、あなたは土星や木星や火星の月の軌道に乗って他の場所で生命をテストする可能性があるところで興味をそそる科学をすることのようなもっと面白い科学になっています」とPattersonは言います。 「これらは科学的に高い価値のある目的ですが、推進力の観点からするのは本当に困難です。」

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