Publiczna zbiórka pieniędzy na test silnika jonowego

[KopalniaWiedzy.pl 357]

W ciągu najbliższych 18 miesięcy w przestrzeń kosmiczną może trafić satelita wyposażony w nowy plazmowy system napędowy. System, który nawet 1000-krotnie obniży koszty eksploracji kosmosu. Dzięki napędowi dla miniaturowych satelitów (CubeSats) możliwe będzie w najbliższej przyszłości zbadanie księżyców Jowisza czy Saturna kosztem zaledwie miliona dolarów. Obecnie tego typu misja kosztowałaby od 500 milionów do nawet miliarda USD.

Na czele projektu stoi profesor fizyki Ben Longmier z University of Michigan. Na witrynie Kickstarter zbierane są pieniądze, które mają umożliwić przeprowadzenie testu. Naukowcy potrzebują 200 000 USD. Dotychczas udało się zebrać niemal 12 tysięcy dolarów.

CubeSats to miniaturowe satelity o wadze około 5 kilogramów. Obecnie są one wykorzystywane na orbicie Ziemi, po której krążą bez żadnego napędu tak długo, aż spłoną w atmosferze. Zespół Longmiera pracuje nad silnikiem CubeSat Ambipolar Thruster (CAT), który ma zamienić miniaturowe satelity w sondy międzyplanetarne. CAT czerpie energię z paneli słonecznych i napędza pojazd dzięki wystrzeliwaniu zjonizowanego gazu (plazmy). Z czasem CAT może przyspieszyć pojazd do prędkości nieosiągalnych za pomocą tradycyjnych rakiet.

W przypadku silnika dla mikrosatelitów trzeba pamiętać też o tym, że i sam silnik musi być niezwykle mały. Całość, wraz z panelami słonecznymi, ma ważyć mniej niż 0,5 kilograma. Paliwo zaś będzie ważyło okolo 2,5 kg. Naukowcy informują, że przetestowali już większość elementów CAT i czynią szybkie postępy na drodze do zintegrowania ich w jeden system napędowy. Profesor Longmier twierdzi, że silnik zostanie po raz pierwszy uruchomiony za około 3 tygodnie.

Uczonym zależy teraz na zebraniu pieniędzy na przeprowadzenie testów silnika napędzającego satelitę w przestrzeni kosmicznej. Prototypowy pojazd ma zostać wysłany poza orbitę Ziemi. Co prawda nie aż do Jowisza czy Saturna, ale ma polecieć na tyle daleko, by dowieść możliwości CAT. Jeśli udałoby się zebrać sporo więcej niż założone 200 000 USD, projekt ulegnie znacznemu przyspieszeniu. Za 500 000 dolarów naukowcy mogliby wynająć prywatną rakietę, która wyniosłaby satelitę i silnik najszybciej jak byłoby to możliwe. Natomiast kosztem 900 000 USD można by urządzić wyścig dwóch satelitów z CAT, by sprawdzić, który z nich szybciej opuści orbitę naszej planety.

Zespół Longmiera współpracuje z trzeba instytutami NASA - Ames Research Center, Jet Propulsion Laboratory i Glenn Research Center - oraz z firmą Planetary Resources, zainteresowaną przyszłą eksploatacją asteroid. Firma ta, w którą zainwestowali m.in. założyciele Google'a, chciałaby w przyszłosci wykorzystywać mikrosatelity z CAT w misjach zwiadowczych, określających przydatność asteroid pod kątemm wydobycia z nich surowców.

Mikrosatelity z CAT mogą znacząco wpłynąć na badania kosmosu. Pozwolą na organizowania bardzo tanich międzyplanetarnych misji badawczych, umożliwiają ulepszanie ad hoc systemów komunikacyjnych, ułatwią poszukiwania życia poza Ziemią.

Nad własnym silnikiem jonowym dla niewielkich satelitów pracuje też EPFL, a NASA informowała niedawno o pobiciu przez silnik NEXT rekordu ciągłego działania.

[Przemek Kobel 65]

Wszystko pięknie, tylko jak oni chcą zbierać energię z paneli słonecznych tak daleko od Słońca? Zdaje się, że do tej pory nie było tym zasilane nic poza orbitą Marsa, a pojedyncza misja wypróbuje toto w okolicy Jowisza.

[mjmartino 1]

Wszystko pięknie, tylko jak oni chcą zbierać energię z paneli słonecznych tak daleko od Słońca?

Odpowiedź w tekście jest

Paliwo zaś będzie ważyło okolo 2,5 kg

 

Fajny pomysł na KS ale przydała by się jakaś kampania promocyjna aby przyspieszyć zbieranie

[Przemek Kobel 65]

Odpowiedź w tekście jest Fajny pomysł na KS ale przydała by się jakaś kampania promocyjna aby przyspieszyć zbieranie

 

A w którym dokładnie miejscu, bo wzrok uparcie mi się prześlizguje po krytycznym fragmencie tekstu...

[pogo 102]

No właśnie wydaje mi się, że to paliwo nie da energii bez dodatkowego prądu, który będzie pochodził z baterii słonecznych.

Trochę jak silnik benzynowy bez alternatora - działa tylko gdy akumulator jest naładowany lub w jakikolwiek inny sposób dostarczamy mu "prądu".

 

Albo energii trzeba mniej niż są w stanie dostarczyć baterie i dzięki temu w okolicach Jowisza wciąż da rade działać, albo silnik "zgaśnie" jak tylko wyleci za daleko.

Z tego co wiem tego typu silnik nie ma opcji generowania energii elektrycznej na własne potrzeby.

[Przemek Kobel 65]

Weź mi nie pisz o alternatorach, pliz. (jeszczem w traumie)

[Grzegorz Kraszewski 8]

Wszystko pięknie, tylko jak oni chcą zbierać energię z paneli słonecznych tak daleko od Słońca? Zdaje się, że do tej pory nie było tym zasilane nic poza orbitą Marsa, a pojedyncza misja wypróbuje toto w okolicy Jowisza.

Wszystko zależy od zapotrzebowania na energię, wydajności paneli i ich powierzchni... Sonda kosmiczna Dawn waży dobrze ponad tonę, a ma ogniwa słoneczne dające około kilowata w odległości 500 mln kilometrów od Słońca i to jak widać wystarczy. Skoro CubeSat waży 5 kilogramów, wymagana moc jest odpowiednio mniejsza.

[Grzegorz Kraszewski 8]

No właśnie wydaje mi się, że to paliwo nie da energii bez dodatkowego prądu, który będzie pochodził z baterii słonecznych.

Przede wszystkim myląca jest nazwa "paliwo", bo kojarzy nam się z czymś co się spala i oddaje energię. W kosmosie, żeby się rozpędzić potrzebne są dwie rzeczy: masa, którą możemy od siebie odrzucić i energia do nadania tej masie prędkości. W klasycznym silniku rakietowym paliwo zapewnia obie te rzeczy, w jonowym tylko pierwszą. Energia musi być dostarczona z innego źródła. Przy pojazdach wielkości Dawna, a tym bardziej CubeSata ogniwa słoneczne wydają się jedyną sensowną opcją. Przy większych dobre mogą być generatory termonuklearne (takie jak ma Curiosity), a jeszcze większe mogłyby mieć reaktory jądrowe, chociaż trochę sobie nie wyobrażam klasycznej elektrowni z wytwarzaniem pary i turbiną sprzężoną z generatorem ;-). No ale może coś kiedyś wymyślą...

[tommy2804 1]

Moim zdaniem takim minimum do zasilania tego ustrojstwa byłby kilku megawatowy reaktor (oczywiście sam satelita musiałby też być odpowiednio większy, ale jako powiedzmy próbnik międzygwiezdny mógłby się sprawdzić; ewentualnie jako sprzęt do kartografowania obiektów w Pasie Kuipera i Obłoku Oorta).

[Przemek Kobel 65]

Dlaczego akurat kilkumegawatowy? Może wystarczy ~kilowatowy? No i jak do tej pory jedyne "reaktory" jakie coś zasilały w kosmosie to zdaje się były ogniwa termoelektryczne podgrzewane rozpadem promieniotwórczym (efekt Seebecka). Problem w tym, że jakieś 95% enegrii cieplnej jest tam marnowane. Teraz wyobraź sobie te megawaty niewykorzystanego ciepła ładujące po całym próbniku. Już chyba prościej byłoby użyć tego ciepła bezpośrednio do wytwarzania plazmy, ale to byłby tylko kolejnych hardkor w kolekcji (http://en.wikipedia.org/wiki/Project_Pluto czy http://en.wikipedia.org/wiki/Nuclear_thermal_rocket).

 

Wydajniejsze sposoby zasilania nuklearnego oczywiście istnieją, ale one nie są bezobsługowe.

[Grzegorz Kraszewski 8]

Paliwo jądrowe daje nam znakomity stosunek zgromadzonej w nim energii do jego masy. Niestety problem jest z efektywnym i prostym przetworzeniem tej energii w energię elektryczną, bo taka napędza silnik plazmowy. Dochodzi do tego masa całego ustrojstwa. Niemniej zakładam, że o ile w najbliższej przyszłości (100 lat powiedzmy) podejmiemy próbę wysłania sondy międzygwiednej, to będzie to właśnie silnik plazmowy + coś w rodzaju minielektrowni atomowej jako zasilanie. Całość zostanie poskładana na orbicie okołoziemskiej i stamtąd odpalona. Silniki plazmowe pokazały już, że mogą pracować latami bez przerwy. Gdyby taką sondę udało się rozpędzić do 10 000 km/s to w jakieś 140 lat mogłaby dolecieć do układu Alpha Centauri (i niestety przelecieć przez niego z taką prędkością...),