NASA rozpoczyna testowanie rewolucyjnej technologii E-Sail
Badania rozpoczęto w Marshall Space Flight Center w Huntsville w Alabamie (USA). Nowa koncepcja opiera się na stworzeniu rewolucyjnego układu napędowego, który może wysłać sondę do krawędzi Układu Słonecznego, tzw. heliopauzy, szybciej niż kiedykolwiek wcześniej było to możliwe
Wyniki badań dostarczą modelowych danych dla Heliopause Electrostatic Rapid Transit System (HERTS). Zaproponowana koncepcja HERTS E-Sail oparta jest na układzie napędowym wykorzystującym wiatr słoneczny do podróżowania w przestrzeni międzygwiezdnej.
– Słońce uwalnia protony i elektrony do wiatru słonecznego z bardzo dużą prędkością – od 400 do 750 kilometrów na sekundę – powiedział Bruce Wiegmann, inżynier w Marshall’s Advanced Concepts Office oraz główny badacz w HERTS E-Sail. – E-Sail użyłby tych protonów do napędzania statku kosmicznego.
Rozszerzając się od środka statku kosmicznego na zewnątrz, naładowane elektrycznie odsłonięte przewody aluminiowe (w liczbie od 10 do 20) mogłyby zasilać wielki, okrągły żagiel, który elektrostatycznie odpychałby szybko poruszające się protony z wiatru słonecznego. Wyprodukowany przez protony odrzut kreowałby ciąg statku kosmicznego. Pętle byłyby niezwykle cienkie – zaledwie 1 milimetr średnicy, co stanowi rozmiar standardowego spinacza – za to bardzo długie, tj. ponad 8 km, czyli prawie 219 boisk piłkarskich. Sonda obracałaby się wolno – jeden obrót na godzinę, zaś siły odśrodkowe rozciągałyby pętle do odpowiednich pozycji.
Testy, które odbywają się w systemie High Intensity Solar Environment Test, są przeznaczone do badania szybkości protonów i kolizji elektronów z dodatnio naładowanym przewodem. Wewnątrz kontrolowanej komory plazmowej symulującej plazmę w przestrzeni kosmicznej, zespół stosuje przewody ze stali nierdzewnej jako odpowiednik lekkich przewodów aluminiowych. Dzięki większej gęstości, niekorozyjne właściwości stali nierdzewnej będą imitować aluminium w kosmosie i pozwolą na większą liczbę testów bez ich degradacji.
Inżynierowie mierzą odchylenia protonów z napięciem naładowanego przewodu wewnątrz komory w celu polepszania danych modelowych, które będą skalowane i zastosowane w przyszłości do rozwoju technologii E-Sail.
Próby dotyczą również pomiaru ilości elektronów przyciąganych do przewodu. Informacje te będą wykorzystane do opracowania specyfikacji wymaganej w dziale elektronowym lub emiterze elektronów, które będą wydalać nadmiar elektronów z sondy, aby utrzymać w przewodzie dodatnie napięcie elektryczne polaryzacji, co ma kluczowe znaczenie dla jego funkcjonowania jako układu napędowego.
Koncepcja ta opiera się na idei elektrycznego żagla – wymyślonego przez dr. Pekkę Janhunena z Fińskiego Instytutu Meteorologicznego. Obecne technologie wymagane do zintegrowanego systemu napędowego E-Sail są jednak na niskim poziomie gotowości technologicznej. Jeżeli wyniki badania plazmy, modelowania i instalacji przewodów okażą się obiecujące po ok. dwuletnim testowaniu, to nadal konstruktorów czekać będzie wiele pracy, aby zaprojektować i zbudować tego typu nowy układ napędowy. Najwcześniejszy możliwy termin wykorzystanie tej technologii to co najmniej dziesięć lat od dzisiaj.
Prace nad koncepcją HERTS E-Sail rozpoczęto w odpowiedzi na projekt badawczy 2012 Heliophysics Decadal Survey prowadzony na National Academy of Sciences przez ekspertów z NASA, przemysłu, środowisk akademickich i rządowych agend, które uznały brak zaawansowanego napędu jako główną przeszkodę techniczną dla przyszłej eksploracji heliosfery.
Opracowano na podstawie:
NASA Begins Testing of Revolutionary E-Sail Technology
