ईएसए हवाई आयन इंजन का परीक्षण करता है

एक विद्युत मोटर वाला एक उपग्रह जो हवा में काम करता है

यूरोपियन स्पेस एजेंसी (ईएसए) ने इलेक्ट्रिक मोटर की दुनिया का पहला परीक्षण किया जो पतला ईंधन के अणुओं को "ईंधन" (काम करने वाले तरल पदार्थ) के रूप में उपयोग करता है। इस तकनीक को एयर-ब्रीदिंग इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन या एटमॉस्फियर-ब्रीदिंग इलेक्ट्रिक प्रोपल्शन (ABEP) के रूप में जाना जाता है। भविष्य में, ऐसे इंजन उपग्रहों पर स्थापित किए जा सकते हैं जो बहुत कम कक्षाओं में जल्दी से घूमते हैं।

उदाहरण के लिए, 56 महीनों के लिए पृथ्वी के गुरुत्वाकर्षण का मानचित्रण करने के लिए एक आयनिक इंजन वाला एक GOCE अंतरिक्ष यान 260 किमी की ऊंचाई पर काम करता था। उनका जीवन काल क्सीनन आपूर्ति द्वारा सीमित था: वह उनके साथ केवल 40 किलो वजन लेने में कामयाब रहे। जब ज़ेनॉन समाप्त हो गया, तो उपग्रह बिजली से गिर गया और वातावरण में जल गया, और मिशन को पूरा करना पड़ा। हवा के साथ ऐसी कोई समस्या नहीं होगी, क्योंकि ऊपरी वातावरण में भी पर्याप्त ऑक्सीजन के अणु होते हैं। इसलिए यदि उपग्रह को कक्षा छोड़ने के लिए मजबूर किया जाता है, तो इसका कारण "ईंधन" की कमी नहीं होगी, बल्कि घटकों या अन्य कारणों से पहनना होगा।

वास्तव में, हम उपग्रहों के एक नए वर्ग के बारे में बात कर रहे हैं जो बहुत कम कक्षा में बहुत लंबे समय तक काम कर सकते हैं। और यह सब नहीं है। इसी तरह के उपकरण अन्य ग्रहों के ऊपरी वातावरण में काम करने में सक्षम हैं। उदाहरण के लिए, मंगल के वातावरण में कार्बन डाइऑक्साइड पर।


हवा में आयनिक इंजन, परीक्षण के दौरान लिया गया फोटो

आयन इंजन एक प्रकार का इलेक्ट्रिक रॉकेट इंजन है, जिसका सिद्धांत आयनित गैस पर आधारित जेट प्रणोदन के निर्माण पर आधारित है, जो एक विद्युत क्षेत्र में उच्च गति के लिए त्वरित है। कोई चलते हुए हिस्से नहीं हैं, और कर्षण बनाने के लिए आपको केवल सौर पैनलों से कॉइल और इलेक्ट्रोड तक बिजली लाने की आवश्यकता है। इंजन डिजाइन में, "कण प्रवाह जनरेटर" पोलिश कंपनी क्विन्टेसाइंस द्वारा विकसित सेवन प्रणाली के लिए अणुओं का एक उच्च गति प्रवाह प्रदान करता है। फिर कणों को आयनित किया जाता है और बाहर निकाला जाता है, जिससे कर्षण बनता है।



इस परियोजना के लिए, ईएसए इंजीनियरों ने आयन इंजन को फिर से डिजाइन किया ताकि वह ऑक्सीजन अणुओं का उपयोग एक एकाग्रता में कर सके जो कि उपग्रह 7 किमी / सेकंड की गति से 200 किमी की ऊंचाई पर कब्जा कर सकता है।

वायुमंडल का घनत्व ऊंचाई और सौर गतिविधि पर निर्भर करता है। इसके अलावा, वर्ष का स्थान और समय प्रभावित होता है। ग्राफ ऊंचाई और सौर गतिविधि के आधार पर वातावरण के अनुमानित घनत्व को दिखाते हैं।



यह सुनिश्चित करने के लिए कि अंतरिक्ष यान को एक निश्चित ऊंचाई पर रखा गया है, इंजन का जोर कम से कम अधिकतम सौर और भू-चुंबकीय गतिविधि की स्थितियों के तहत वायुगतिकीय खींचें का अधिकतम मूल्य होना चाहिए, और काम करने वाले तरल पदार्थ या इंजन जीवन की आवश्यक प्रवाह दर का अनुमान लगाने के लिए, वायुगतिकीय खींचें के औसत मूल्य का उपयोग करना आवश्यक है। तालिका न्यूनतम और अधिकतम सौर और ज्यामितीय गतिविधि के अनुरूप प्रतिरोध बल दिखाती है। सौर और भू-चुंबकीय गतिविधि ( स्रोत ) के प्रत्येक स्तर के लिए एक समान भौगोलिक ग्रिड पर एक वर्ष की अवधि में न्यूनतम, अधिकतम और औसत मूल्यों की गणना की गई।



इतालवी कंपनी सीटेल द्वारा एक प्रायोगिक ईएसए इंजन बनाया गया था। यह एक दो-चरण मोटर है जो पारंपरिक इलेक्ट्रिक मोटर सिस्टम को सर्वोत्तम आयनीकरण और कण त्वरण प्रदान करता है। पहले, डिजाइन का अनुकरण कंप्यूटर सिमुलेशन में किया गया था, और फिर वास्तविक परीक्षणों का समय आ गया।

200 किमी की ऊंचाई पर स्थितियों के अनुकरण के साथ एक निर्वात कक्ष (चित्रित) में परीक्षण किया गया था।


प्रायोगिक सेटअप

पहले चरण में, इंजन को कण बीम जनरेटर से क्सीनन पर जांचा गया था। फिर, क्सीनन को आंशिक रूप से नाइट्रोजन-ऑक्सीजन मिश्रण द्वारा बदल दिया गया था। जब इंजन से जेट का रंग क्सीनन ब्लू से क्रिमसन में बदल गया, तो यह स्पष्ट हो गया कि इंजन हवा में चल रहा था।


वैक्यूम चैम्बर के अंदर का इंजन

अंत में, विचार की व्यवहार्यता को साबित करने के लिए इंजन को वायुमंडलीय गैस पर बार-बार चलाया गया। इस प्रकार, एक इलेक्ट्रिक मोटर के लिए "ईंधन" (काम कर रहे तरल पदार्थ) के रूप में हवा का उपयोग अब एक कल्पना नहीं है, लेकिन पूरी तरह से काम करने वाला विचार है।