Euroopan avaruusjärjestö on ilmoittanut ensimmäisen testin ramjetti-moottorille, jossa polttoaineena käytetään ympäröivän ilmakehän ilmaa. Viraston virallisella verkkosivustolla julkaistun lehdistötiedotteen mukaan tällaisia moottoreita voidaan tulevaisuudessa käyttää pienissä satelliiteissa, minkä ansiosta ne voivat toimia melkein rajoittamattoman ajan kiertoradalla, jonka korkeus on enintään 200 kilometriä.
Ionimoottorit perustuvat kaasuhiukkasten ionisaation periaatteeseen ja niiden kiihtyvyyteen käyttämällä sähköstaattista kenttää. Suunnitteluominaisuuksien vuoksi kaasuhiukkaset kiihdytetään sellaisissa moottoreissa paljon suuremmille nopeuksille kuin kemiallisissa moottoreissa. Ionimoottorit kykenevät luomaan paljon suuremman ominaisimpulssin ja näyttämään alhaisemman polttoaineenkulutuksen, mutta niillä on yksi merkittävä haittapuoli - ne luovat erittäin alhaisen työntövoiman verrattuna tavanomaisiin kemiallisiin moottoreihin. Siksi ionimoottoreita käytetään nyt harvoin käytännössä. Uusimpia esimerkkejä niiden käytöstä ovat ehkä Dawn-avaruusalukset, jotka kiertävät tällä hetkellä kääpiö planeettaa Ceres, ja BepiColombo -matkailututkimusmatka elohopeaa varten, joka alkaa vuoden 2018 lopulla.
Kaavio ramjetti-ioni-moottorista.
Tänään käytössä oleva ionituristimen vakiokokoonpano edellyttää polttoainetta, joka on yleensä ksenonikaasua. Mutta on olemassa myös ramjetti-ionimoottorien käsite, jota ei ole koskaan käytetty todellisissa avaruusoperaatioissa. Se eroaa tavanomaisista ionimoottoreista siinä, että polttoaineen lähde ei ole rajallinen kaasumäärä, joka on ladattava säiliöön ennen laukaisua, vaan suoraan ilma ilmakehään maan ilmakehästä tai muusta ilmakehästä.
Teoriassa pieni sellaisella moottorilla varustettu avaruusalus voi olla matalalla kiertoradalla melkein ikuisesti 150 kilometrin korkeudessa. Tässä tapauksessa ilmakehän jarrutus kompensoidaan moottorin työntövoimalla, joka imee ilmaa tästä ilmakehästä.
Euroopan avaruusjärjestö avasi vuonna 2009 GOCE-satelliitin, joka on jatkuvasti käynnissä olevan ionimoottorin ja ksenonituloksen ansiosta ollut 255 kilometrin kiertoradalla melkein viiden vuoden ajan. Kokeen tuloksena ESA päätti aloittaa ramjetti-ionimoottorin konseptin kehittämisen vastaaville matalan kiertoradan omaaville satelliiteille.
Kaasunäytteenotto.
Mainosvideo:
Ionimoottoritesti ksenonilla polttoaineena.
Prototyyppi testattiin tyhjiökammion sisällä. Aluksi kiihdytettyä ksenonia syötettiin asennukseen. Osana kokeen toista osaa hapen ja typen seos syötettiin kaasunottojärjestelmään, joka simuloi ilmakehän koostumusta 200 kilometrin korkeudessa. Testin viimeisessä osassa insinöörit käyttivät puhtaan ilman seosta testatakseen järjestelmän toimivuuden päämoodissa.
Ionimoottorin testi ilmalla polttoaineena.
Nikolay Khizhnyak