Jonmotor
En jonmotor är en relativt ny sorts raketmotor som använder sig av joner för att driva till exempel en rymdsond eller andra rymdfarkoster. Den användes bland annat av Deep Space 1- och SMART-1-sonderna, och används av Dawn-sonden i sin långa resa till asteroiderna Vesta och Ceres.
Till skillnad från vanliga kemiska motorer är massflödet genom en jonmotor relativt litet. Detta innebär att jonmotorn har låg dragkraft, kanske bara några tiotals millinewton. Som jämförelse kan nämnas att rymdfärjans tre huvudmotorer utvecklar var och en en dragkraft på 2 meganewton. Men jonmotorns höga hastighet hos reaktionsmassan gör att den används mer effektivt. Genom att konstant ha motorn påslagen kan en jonmotor skapa samma hastighetsförändring men förbruka mindre reaktionsmassa än en vanlig kemisk motor, som fort gör slut på sin reaktionsmassa. Jonmotorer är därför mycket praktiska när en stor fartändring behövs under lång tid: accelerationen är låg men drifttiden lång.
Jonmotorer har även fördelen att de kan miniatyriseras genom MEMS-baserad teknik. Detta är särskilt intressant för utvecklingen av navigeringssystem i miniatyrsatelliter.
Funktion
I en jonmotor används en gas som reaktionsmassa. Ju massivare gasen är desto bättre driveffekt får motorn. Därför används tunga ädelgaser som xenon. Gasen värms upp i en magnetron (mikrovågsgenerator) med extremt hög effekt. När gasens temperatur närmar sig 60.000 °C slits elektroner från gasatomerna. Gasen joniseras och bildar ett plasma. Plasmat hettas upp ytterligare till över 1.000.000 °C. För att denna heta plasma inte skall bränna sönder resten av motorn (eller farkosten) hålls det på plats av magnetfält. En starkt negativt laddad katod, byggd som ett galler, attraherar och accelererar nu de positiva plasmajonerna som skjuts ur motorn med en hastighet på cirka 300 kilometer i sekunden. För att inte farkosten skall få en negativ elektrisk laddning sprutas överskottselektroner iväg i samma riktning. Dessa väger dock bara en hundratusendel av xenonatomerna och bidrar inte märkbart till jonmotorns dragkraft, som i övrigt är mycket låg.
Jonmotor till Mars?
Med hjälp av en jonmotor skulle det, enligt en tillverkare, kunna gå att nå planeten Mars efter endast 39 dagar, vilket är avsevärt snabbare än med konventionella motorer.[1]
Se även
Wikimedia Commons har media som rör Jonmotor.- Tsiolkovskijs raketekvation
Källor
Noter
- ^ Metro: Jorden till Mars på 39 dagar med ny raket Arkiverad 11 oktober 2009 hämtat från the Wayback Machine.
Externa länkar
- Är det något drag i jonmotorn? hos Digitaltmuseum skapat av Anders Lindeberg-Lindvet
Media som används på denna webbplats
This image of a xenon ion engine, photographed through a port of the vacuum chamber where it was being tested at NASA's Jet Propulsion Laboratory, shows the faint blue glow of charged atoms being emitted from the engine.
The ion propulsion engine is the first non-chemical propulsion to be used as the primary means of propelling a spacecraft. The first flight in NASA's New Millennium Program, Deep Space 1 is designed to validate 12 new technologies for scientific space missions of the next century. Ion propulsion was first proposed in the 1950s and NASA performed experiments on this highly efficient propulsion system in the 1960s, but it was not used aboard an American spacecraft until the 1990s.
Deep Space 1 was launched in October 1998 as part of NASA's New Millennium Program, which is managed by JPL for NASA's Office of Space Science, Washington, DC. The California Institute of Technology in Pasadena manages JPL for NASA.
The almost imperceptible thrust from the ion propulsion system is equivalent to the pressure exerted by a sheet of paper held in the palm of your hand. The ion engine is very slow to pick up speed, but over the long haul it can deliver 10 times as much thrust per pound of fuel as more traditional rockets.
Unlike the fireworks of most chemical rockets using solid or liquid fuels, the ion drive emits only an eerie blue glow as ionized (electrically charged) atoms of xenon are pushed out of the engine. Xenon is the same gas found in photo flash tubes and many lighthouse bulbs.