BepiColombo - orbit and timeline
Den enkleste måten å forklare romutforskningsytelsen til en ion-thruster over en rakett, er å sammenligne dem i enkel "Tortoise and the Hare" -stil: Den raskere av de to - i dette tilfellet raketten - vinder ikke alltid løpet.
"Haren er et kjemisk fremdriftssystem og et oppdrag hvor du kan brenne hovedmotoren i 30 minutter eller en time og så for det meste av oppdraget du kysten" forteller Michael Patterson, senior teknolog for NASAs In-Space Propulsion Technologies Program Omvendt. "Med elektrisk fremdrift, er det som skildpadden, ved at du går veldig sakte i den første romfartshastigheten, men du strekker kontinuerlig over en veldig lang periode - mange tusen timer - og deretter slår romfartøyet opp et veldig stort delta til hastighet.”
Ion thrusters vil bli brukt i European Space Agency (ESA) oppdrag til Merkur. BepiColombo (kanskje det mest britiske lydanlegget til dags dato) vil starte i 2017, flyr Venus i 2019 og 2020, og bli fanget av Mercury gravitation i 2024.
Romfartøyet vil bruke spesialdesignede T6 ion thrustere som vil tillate ESA å studere galaksenes innerste planet over en oppdragsperiode på nesten syv år. To orbitere fra ESA og det japanske romfartsselskapet (JAXA) utplassert av BepiColombo vil også kunne analysere overflaten av planeten i ett jordår.
Logistikken til den lange turen ville ikke være mulig uten ion thruster-teknologi, som Patterson har utviklet i årevis som designingeniør for NASAs Deep Space 1 Dawn-oppdrag og prinsippforskeren på NASAs Evolutionary Xenon Thruster (NEXT) fremdriftssystem. Han sier at teknologien gir mye høyere drivstoffeffektivitet, muligheten til å gå på lengre oppdrag (som den som blir foretatt av BepiColombo), og en mindre kostnadseffektiv startprosedyre. For tiden sier han at 50 prosent av en rakettmasse er dedikert til kjemiske drivmidler.
"Med typiske rakettstøtdempere bruker du halvparten av lanseringsvognen din (masse) bare for å sette propellent i rommet for å kunne presse hva det er du vil skyve til neste plassering, sier Patterson. "Ved å eliminere det kjemiske fremdriftssystemet ombord på romskipet og sette inn elektrisk fremdrift, kan du endre dette tallet dramatisk til kanskje 10, 15 eller 20 prosent av den samlede massen."
Gridded elektrostatiske ion thrusters, som T6, benytter xenon gass som drivmiddel. ESA fremdriftsingeniør Neil Wallace sa i en utgave at, med tanke på "samme drivstoffmasse", kan T6-thrustere til og med akselerere til en hastighet "15 ganger større enn en vanlig kjemisk thruster".
Å komme opp med kostnadseffektive måter å starte raketter har selvfølgelig vært i fokus for SpaceX, da Elon Musk-grunnlagt selskap nylig viste at det kunne gjenbruke raketter og lande dem på droner i havet.
Imidlertid vil ionfremdrift, som vil være en velsignelse for romforskningsbrenselkostnader, gått fram til "isthastighet", patterson peker ut.
"Applikasjonsgraden av teknologien fra NASA og av European Space Agency er ganske lavt," sier han. "Hvis vi snakker om forbrukerelektronikk, mellom konsept og søknad, tar det 9-12 måneder. De neste ion fremdriftssystemer, som erstatter motorer jeg bygget og testet for 15 år siden denne måneden; vi snakker om den tidligste bruken av det som skjer i 2021."
NASA, denne uken, tildelte det California-baserte selskapet Aerojet Rocketdyne en kontrakt på 67 millioner dollar på 36 måneder for å utvikle soldrevne ionmotorer, noe som kunne forlenge oppdragslivet enda lenger enn de svært effektive drivstoffdrevne ionmotorer ombord på BepiColombo.
For tiden vil T6 ion thrusters som driver EAS 'BepiColombo tur, sammen med hjelp fra sol-elektriske og kjemiske drivstøtdempere, være fornuftig nok til å styre romfartøyet for hele syvårsoppdraget, mens forskere tidligere har hatt å stole på slangeskuddmetoden ved hjelp av en planetens tyngdekraftige trekk - Marsboeren stil.
EASs oppdrag nærmer seg raskt, og byrået har nettopp fullført testing av de nye T6-thrusters, som er den største broren til T5, denne uken. Patterson sier NASA vil også implementere flere ion-thruster-baserte oppdrag i 2020-årene.
Patterson sier at NASA allerede har gjort orbital overvåking av alle "relativt enkle" gjenstander med kjemisk fremdrift, men det vil trenge ion systemer for å komme seg til høyere verdi mål, for eksempel mindre, lengre nående måner og asteroider som er vanskeligere å bane uten jevn korrigerende evner på en ion thruster.
"Nå kommer du til mer interessant vitenskap som å komme inn i banene til månene Saturnus eller Jupiter eller Mars og gjøre spennende vitenskap der det er potensial for å teste livet andre steder, sier Patterson. "Det er vitenskapelig høyverdige mål, men de er veldig vanskelige å gjøre fra fremdriftssynspunkt."
Vi vil være i stand til å dyrke ferske kroppsdeler fra brusk innen 2019
Bare i forrige uke var en tenåring mottaker av den første 3D-trykte nesetransplantasjonen som ble utført i USA, og det ser ut som om han snart vil ha selskapet. Prosessen virker ved å først ta et lite utvalg av celler fra pasientens brusk, og deretter vokse dem i en inkubator over en periode på flere uker. ...
NASA mener at det kan sende mennesker til martensløp innen 2033
På NASAs rådgivende råds menneskelige undersøkelses- og operasjonskomitémøte på mandag, sa Bill Gerstenmaier, assosieringsadministrator for HEO på byrået, at han mener at vi kunne få astronauter til å gjøre det til Martians bane - eller utføre en kort avstand av den røde planet - innen 2033. Ifølge dagens ...
Merkur vil være lettere å se i kveld enn de fleste andre
Merkur vil være i sin største østlige forlengelse i kveld. Hva det betyr er at de fleste av oss vil kunne se det like over horisonten med et godt kikkert. I denne fasen av en planetens bane, ved bruk av Jorden som referansepunkt, er den observerte planetens vinkel - i dette tilfellet Merkur - størst. Bare: f ...