イオンエンジンは、宇宙ミッションに無限のパワーを提供できる永久機関エンジン

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欧州宇宙機関(ESA)は衛星を軌道に乗せてほぼ無期限に推進するできるプロトタイプのイオンエンジンを空気で動力テストしています。このイオンエンジンは、火星への将来のミッションに役立つ可能性があります。

軌道上の衛星は、伝統的に機体の向きを調整し、軌道から抜けることを防ぐために、機内推進剤(通常はキセノン)を使用しています。衛星の寿命は、どれだけの推進力が維持できるかによります。新しい「空気呼吸」デザインは、上部の大気から分子を取り除き、それらを使用可能な燃料に変換します。



宇宙ミッションに無限のパワーを提供できる永久機関エンジン

宇宙機関のSitaelと共に、約125マイルの高度をシミュレートするために、イタリアの真空室で試験を実施しました。 “このプロジェクトは地球大気の上部から推進物質として空気分子を汲み取るための新しい設計”とESAのルイス・ウォーポット氏は語った。

イオンスラスタスラスタには可動部分がありません。必要なものはコイルと電極のための電気です。電気は宇宙では太陽パネルや核崩壊で豊富ですが、それは推力を提供することはできません。

電場は、空気を圧縮し、次いで生成されたプラズマの流れを加速するために使用される。Walpotは 「持ち運び用の推進薬を使わずに大気の抗力補償を行います、この種の電気推進は、非常に長い運転時間の間に地球の周りの非常に低い高度で軌道を回ることになるだろう」とSpace.comに語った。

ポーランドのクインテサイエンス社が開発した新しい集塵機は、エンジンが1秒間に約5マイルの速度で宇宙を走行する際に空気分子を集め、Sitaelは入ってくる空気を充電して加速する二段式スラスタを設計しました。 「コレクタとスラスターの設計は、完全に受動的なもので、地球の周りを周回する宇宙船の速度によって空気がコレクタに入る」とWalpot氏は説明する。 「必要なのは、圧縮空気を電離させるための電力です。」

基本的なホールスラスタの設計は新しいものではありませんが、窒素と酸素を使った試験結果は、コレクタが実際の宇宙ミッションで動作できることを証明しました。 「エンジンプルームのキセノンベースの青色が紫色に変わったとき、我々は成功したことを確認した」とWalpot氏は語った。

火星の大気はほとんど密集していないので、宇宙船は二酸化炭素を汲み上げるために高度を75マイル以下に下げる必要があり、燃料として使用することもできます。

「この結果は、空気呼吸による電気推進は、単に理論ではなく、開発の準備が整えられた実体的な作業概念で、新しいクラスのミッションの基礎としていつでも役立つことを意味します」とWalpot氏は付け加えました。