Nova zora električnih raket, Edgar Choueiri. Električni reaktivni motor (EPE) Elektrostatični raketni motor

Osamljena v temi vesolja, sonda Zora(Zora) NASA hiti izven orbite Marsa proti asteroidnemu pasu. Zbrati mora nove informacije o začetnih stopnjah nastajanja Osončja: raziskati asteroida Vesta in Ceres, ki sta največja ostanka embrionalnih planetov, zaradi trka in interakcije med seboj približno 4,5-4,7 pred milijardami let so nastali današnji planeti.
Vendar ta let ni opazen samo zaradi svojega namena. Dawn, izstreljen oktobra 2007, je opremljen s plazemskim motorjem, ki lahko uresniči polete na dolge razdalje. Danes obstaja več vrst takih motorjev. Potisk v njih nastane z ionizacijo in pospeševanjem nabitih delcev z električnim poljem in ne z izgorevanjem tekočega ali trdnega kemičnega goriva, kot pri klasičnih.
Ustvarjalci sonde Dawn iz Nasinega Laboratorija za reaktivni pogon so izbrali plazemski motor, ker bi za dosego asteroidnega pasu potreboval desetkrat manj delovne tekočine kot motor na kemično gorivo. Tradicionalni raketni motor bi sondi Dawn omogočil, da bi dosegla Vesto ali Ceres, ne pa obojega.
Električni raketni motorji hitro pridobivajo na priljubljenosti. Nedavni let vesoljske sonde Globoko vesolje 1 Nasin približek kometu je bil mogoč z uporabo električnega pogona. Plazemski motorji so zagotovili tudi potisk, potreben za poskus pristanka japonske sonde. Hayabusa na asteroid in za let vesoljskih plovil PAMETNO-1 Evropska vesoljska agencija na Luno. Glede na prikazane prednosti razvijalci v Združenih državah, Evropi in na Japonskem izbirajo te motorje za prihodnje misije raziskovanja sončnega sistema in iskanja planetov, podobnih Zemlji, onkraj njega, ko načrtujejo polete na dolge razdalje. Plazemski motorji bodo omogočili tudi spremembo vakuuma vesolja v laboratorij za temeljne fizikalne raziskave.

Bliža se obdobje dolgih poletov

Možnost uporabe električne energije za ustvarjanje motorjev za vesoljska plovila je bila obravnavana že v prvem desetletju 20. stoletja. Sredi petdesetih let prejšnjega stoletja. Ernst Stuhlinger, član legendarne nemške raketne ekipe Wernherja von Brauna, ki je vodila ameriški vesoljski program. prešel iz teorije v prakso. Nekaj ​​let kasneje so inženirji v Nasinem raziskovalnem centru Glenn (takrat imenovan Lewis Research Center) ustvarili prvi funkcionalni plazemski motor. Leta 1964 je bil tak motor, ki je bil uporabljen za korekcijo orbite pred vstopom v goste plasti atmosfere, opremljen z napravo, ki je opravila suborbitalni let v okviru programa Space Electric Rocket Test.
Koncept plazemskih električnih pogonskih motorjev je bil neodvisno razvit v ZSSR. Od sredine sedemdesetih let prejšnjega stoletja. Sovjetski inženirji so s takšnimi motorji zagotavljali orientacijo in stabilizacijo geostacionarne orbite telekomunikacijskih satelitov, saj porabijo majhno količino delovne snovi.

Raketne resničnosti

Prednosti plazemskih motorjev so še posebej impresivne v primerjavi s slabostmi običajnih raketnih motorjev. Ko si ljudje predstavljajo vesoljsko ladjo, ki drvi skozi črno praznino proti oddaljenemu planetu, se jim pred očmi pojavi dolg plamen iz šobe motorja. V resnici je vse videti povsem drugače: skoraj vse gorivo se porabi v prvih minutah leta, zato se nato ladja po vztrajnosti pomika proti cilju. Raketni motorji na kemično gorivo dvignejo vesoljska plovila s površja Zemlje in omogočajo prilagajanje tirnice med letom. Niso pa primerni za raziskovanje globokega vesolja, saj zahtevajo tako veliko količino goriva, da jih z Zemlje v orbito ni mogoče praktično in ekonomsko sprejemljivo dvigniti.
Pri dolgih poletih so morale sonde za doseganje visoke hitrosti in natančnosti doseganja dane trajektorije brez dodatnih stroškov goriva skreniti s svoje poti v smeri planetov ali njihovih satelitov, ki so lahko zaradi gravitacijskih sil pospešili v želeno smer. (učinek gravitacijske frače ali manever z uporabo gravitacijskih sil). Ta krožna pot omejuje zmogljivosti izstrelitve na dokaj kratka časovna okna, da se zagotovi natančen prehod nebesnega telesa, ki naj bi delovalo kot gravitacijski pospeševalnik.
Za izvajanje dolgoročnih raziskav mora biti vesoljsko plovilo sposobno prilagoditi svojo trajektorijo, vstopiti v orbito okoli objekta in s tem zagotoviti pogoje za dokončanje zadane naloge. Če manever ne uspe, bo razpoložljiv čas za opazovanje zelo kratek. Tako bo leta 2006 izstreljena Nasina vesoljska sonda New Horizons, ki se bo Plutonu približala devet let pozneje, lahko opazovala v zelo kratkem času, ki ne bo presegel enega zemeljskega dne.

Enačba gibanja rakete

Zakaj še ni bilo mogoče poslati dovolj goriva v vesolje? Kaj preprečuje rešitev tega problema?
Poskusimo ugotoviti. Za razlago uporabimo osnovno enačbo gibanja rakete - formulo Ciolkovskega, ki jo strokovnjaki uporabljajo pri izračunu mase goriva, potrebnega za določeno nalogo. Leta 1903 ga je razvil ruski znanstvenik K.E. Tsiolkovsky, eden od očetov raketne tehnike in astronavtike.

KEMIČNA IN ELEKTRIČNE RAKETE Kemični in električni pogonski sistemi so primerni za različne vrste uporabe. Kemični (na levi) hitro ustvarijo velik potisk in vam zato omogočajo hitro pospeševanje do visokih hitrosti, vendar porabijo zelo velike količine goriva. Te lastnosti so primerne za lete na kratke razdalje. Električni raketni motorji (desno), pri katerih je delovna tekočina (gorivo) plazma, t.j. ioniziranega plina, razvijejo veliko manj potiska, a porabijo neprimerljivo manj goriva, kar jim omogoča veliko daljše delovanje. In v vesoljskem okolju, v odsotnosti odpornosti proti gibanju, majhna sila, ki deluje dolgo časa, omogoča doseganje enakih in celo višjih hitrosti. Zaradi teh lastnosti so plazemske rakete primerne za lete na dolge razdalje na več destinacij

Pravzaprav ta formula matematično opisuje intuitivno spoznano dejstvo, da večja kot je stopnja izčrpanosti produktov zgorevanja iz rakete, manj goriva je potrebno za izvedbo določenega manevra. Predstavljajte si vrč za baseball (raketni motor), ki stoji s košaro žog (gorivo) na rolki (vesoljsko plovilo). Višja kot je hitrost, s katero vrže žogice nazaj (hitrost zgorevalnih plinov), hitreje se bo rolka kotalila, ko bo vrgel zadnjo žogico, ali, enako, manj žogic (goriva) bo potreboval za povečanje hitrosti rolko za določen znesek. Znanstveniki to povečanje hitrosti označujejo s simbolom dV (beri delta-ve).
Natančneje: formula povezuje maso goriva, ki ga potrebuje raketa za izvedbo določene misije v globokem vesolju, z dvema ključnima količinama: hitrostjo produktov zgorevanja, ki tečejo iz raketne šobe, in vrednostjo dV mogoče doseči s kurjenjem določene količine goriva. Pomen dV ustreza energiji, ki jo mora vesoljsko plovilo porabiti, da spremeni svoje inercialno gibanje in izvede zahtevani manever. Za dano raketno tehnologijo (ki zagotavlja dano hitrost izpušnih plinov) nam enačba gibanja rakete omogoča izračun mase goriva, potrebnega za doseganje zahtevane vrednosti dV , tj. da izvede zahtevani manever. torej. dV si lahko predstavljamo kot "strošek" naloge, saj stroški dobave goriva na pot leta običajno predstavljajo večji del stroškov dokončanja celotne naloge.
Pri običajnih raketah, ki uporabljajo kemično gorivo, je stopnja izčrpanosti produktov zgorevanja nizka ( 3-4 km/s). Že sama ta okoliščina vzbuja dvom o smiselnosti njihove uporabe za lete na dolge razdalje. Poleg tega oblika enačbe gibanja rakete kaže, da z naraščanjem dV delež goriva v začetni masi vesoljskega plovila (»masni delež goriva«) narašča eksponentno. Posledično v napravi za lete na dolge razdalje zahteva velik pomen dV , bo gorivo predstavljalo skoraj celotno začetno maso.
Poglejmo si nekaj primerov. V primeru poleta na Mars iz nizke Zemljine orbite zahtevana vrednost dV je približno 4,5 km/s Iz enačbe gibanja rakete sledi, da je masni delež goriva, potrebnega za izvedbo takega medplanetarnega leta, večji od 2/3 . Za lete v bolj oddaljene predele sončnega sistema, kot so zunanji planeti, je potreben dV od 35 prej 70 km/s Delež goriva v klasični raketi bo treba razdeliti 99,98 % začetne mase. V tem primeru ne bo več prostora za opremo ali drug tovor. Ko postajajo cilji vesoljskih plovil vedno bolj oddaljene regije sončnega sistema, bodo motorji na kemično gorivo postali vse bolj neuporabni. Morda bodo inženirji našli način za znatno povečanje pretoka produktov zgorevanja. Toda to je zelo težka naloga. Potrebna bo zelo visoka temperatura zgorevanja, ki je omejena tako s količino energije, ki se sprosti zaradi kemične reakcije, kot tudi s toplotno odpornostjo materiala stene raketnega motorja.

Raztopina plazme

Plazemski motorji omogočajo veliko višje hitrosti izpušnih plinov. Potisk nastane s pospeševanjem plazme – delno ali popolnoma ioniziranega plina – do hitrosti, ki znatno presegajo omejitev za običajne plinsko-dinamične motorje. Plazma nastane z dovajanjem energije plinu, na primer z obsevanjem z laserjem, mikro- ali radiofrekvenčnimi valovi ali z uporabo močnih električnih polj. Odvečna energija odvzame elektrone atomom ali molekulam, ki posledično pridobijo pozitiven naboj, ločeni elektroni pa se lahko prosto gibljejo v plinu, zaradi česar je ionizirani plin veliko boljši prevodnik toka kot kovinski baker. Ker plazma vsebuje nabite delce, katerih gibanje v veliki meri določajo električna in magnetna polja, lahko izpostavljenost električnim ali elektromagnetnim poljem pospeši njene komponente in jih izvrže kot delovno snov za ustvarjanje potiska. Zahtevana polja je mogoče ustvariti z uporabo elektrod in magnetov, z uporabo zunanjih anten ali žičnih tuljav ali s prepuščanjem toka skozi plazmo.
Energijo za ustvarjanje in pospeševanje plazme običajno pridobivajo iz sončnih kolektorjev. Toda za vesoljska plovila, ki se odpravijo onkraj orbite Marsa, bodo potrebni jedrski viri energije, ker Ko se oddaljujete od Sonca, se intenziteta toka sončne energije zmanjšuje. Danes robotske vesoljske sonde uporabljajo termoelektrične naprave, ki jih segreva energija iz razpada radioaktivnih izotopov, vendar bodo za daljše misije potrebni jedrski ali celo fuzijski reaktorji. Vklopili se bodo šele, ko bo vesoljsko plovilo izstreljeno v stabilno orbito, ki se nahaja na varni razdalji od Zemlje; pred začetkom delovanja je treba jedrsko gorivo vzdrževati v inertnem stanju.
Do stopnje praktične uporabe so bili razviti trije tipi električnih raketnih motorjev. Najbolj razširjen je ionski motor, ki je bil opremljen s sondo Down.

Ionski motor

Zamisel o ionskem pogonu, enem najuspešnejših konceptov v električnem pogonu, je pred stoletjem predlagal ameriški pionir raketne tehnike Robert H. Goddard, medtem ko je bil še podiplomski študent na Worcester Polytechnic Institute. Ionski motorji omogočajo pridobivanje hitrosti izpušnih plinov iz 20 prej 50 km/s (okvir na naslednji strani).
V najpogostejši izvedbi tak motor prejema energijo iz plošč sončnih celic z zaščitno plastjo. Gre za kratek valj, nekoliko večji od vedra, nameščen na zadnji strani vesoljskega plovila. Iz rezervoarja za "gorivo" se vanj dovaja plin ksenon, ki vstopi v ionizacijsko komoro, kjer elektromagnetno polje odstrani elektrone iz atomov ksenona in ustvari plazmo. Električno polje med dvema mrežastima elektrodama izvleče njegove pozitivne ione in jih pospeši do zelo visokih hitrosti. Vsak pozitivni ion v plazmi močno pritegne negativno elektrodo, ki se nahaja na zadnjem delu motorja, in se zato pospeši v smeri nazaj.
Odtok pozitivnih ionov ustvarja negativni naboj na vesoljskem plovilu, ki bo, ko se kopiči, pritegnil oddane ione nazaj v vesoljsko plovilo in tako zmanjšal potisk na nič. Da bi to preprečili, se uporabi zunanji vir elektronov (negativna elektroda ali elektronska pištola), ki uvede elektrone v tok odhajajočih ionov. To zagotavlja nevtralizacijo iztočnega toka, vesoljsko plovilo pa ostane električno nevtralno.

Danes so komercialna vesoljska plovila (predvsem komunikacijski sateliti v geostacionarnih orbitah) opremljena z desetinami ionskih potiskov, ki se uporabljajo za popravljanje njihovega položaja v orbiti in orientacije.
Prvo vesoljsko plovilo na svetu, ki je s pomočjo električnega sistema za ustvarjanje potiska ob izstrelitvi iz okolice Zemlje premagalo Zemljino gravitacijo, je bilo konec 20. stoletja. sonda Globoko vesolje 1 Da bi letel skozi prašni rep kometa Borrelli, je moral povečati svojo hitrost za 4,3 km/s, za kar je bilo porabljeno manj 74 kg ksenona (približno enake mase kot poln sod piva). To je največje povečanje hitrosti doslej, ki ga je doseglo katero koli vesoljsko plovilo, ki uporablja potisk namesto gravitacijske frače. Zora naj bi rekord kmalu presegla za približno 10 km/s Inženirji v Laboratoriju za reaktivni pogon so nedavno predstavili ionske motorje, ki lahko neprekinjeno delujejo več kot tri leta.

ZAČETEK DOBE ELEKTRIČNIH RAKETNIH MOTORJEV

1903 g.: K.E. Tsiolkovsky je izpeljal enačbo gibanja rakete, ki se pogosto uporablja za izračun porabe goriva pri poletih v vesolje. Leta 1911 je predlagal, da bi lahko električno polje pospešilo nabite delce in tako ustvarilo potisk curka.
1906 g.: Robert Goddard je razmišljal o uporabi elektrostatičnega pospeševanja nabitih delcev za ustvarjanje reaktivnega pogona. Leta 1917 je ustvaril in patentiral motor – predhodnika sodobnih ionskih motorjev
1954 g.: Ernst Stuhlinger je pokazal, kako optimizirati značilnosti ionskega motorja
1962 g.: Objavljen prvi opis Hallovega propelerja - močnejšega tipa plazemskega propelerja - ustvarjenega na podlagi dela sovjetskih, evropskih in ameriških raziskovalcev
1962 g.: Adriano Ducati odkril princip delovanja magnetoplazma-modinamičnega (MPD) motorja - najmočnejšega tipa plazemskih motorjev
1964 mesto: Vesoljsko plovilo SERT 1 NASA je izvedla prvi uspešen preizkus ionskega motorja v vesolju
1972 g.: Sovjetski satelit "Meteor" je izvedel prvi vesoljski polet z uporabo Hallovega motorja
1999 mesto: Vesoljska sonda Globoko vesolje 1 Nasin Inactive Thrust Laboratory je pokazal prvo uspešno uporabo ionskega motorja kot glavnega pogonskega sistema za premagovanje Zemljine gravitacije pri izstrelitvi iz Zemljine orbite.

Značilnosti električnih raketnih motorjev določa ne le hitrost odtoka nabitih delcev, temveč tudi gostota potiska - vrednost potisne sile na enoto površine luknje, skozi katero tečejo ti delci. Zmogljivosti ionskih in podobnih elektrostatičnih potiskov so omejene s prostorskim nabojem, ki postavlja zelo nizko mejo na dosegljivo gostoto potiska. Dejstvo je, da ko pozitivni ioni prehajajo skozi elektrostatične mreže motorja, se med njimi neizogibno kopiči pozitivni naboj, ki zmanjša moč električnega polja, ki pospešuje ione.
Zaradi tega je potisk motorja sonde Globoko vesolje 1 je enaka teži približno lista papirja, kar je daleč od potiska motorjev v znanstvenofantastičnih filmih. Za pospešitev avtomobila s to silo od nič do 100 km/h (brez upora gibanja: avto, ki stoji na tleh, se taka sila ne bo niti premaknila z mesta - cca. vozni pas) bi trajalo več kot dva dni. V vakuumu vesolja, ki ne ponuja nobenega upora, lahko že zelo majhna sila zagotovi aparatu visoko hitrost, če deluje dovolj dolgo.

Hallov motor

Različica plazemskega propelerja, imenovana Hallov propeler (okvir na strani 39), je brez omejitev, ki jih povzroča prostorski naboj, in je zato sposobna pospešiti vesoljsko plovilo do visokih hitrosti hitreje kot primerljivo velik ionski propeler (zaradi večje gostota potiska). Na Zahodu je ta tehnologija postala prepoznavna v zgodnjih devetdesetih letih prejšnjega stoletja, tri desetletja pozneje od začetka razvoja v nekdanji ZSSR.
Načelo delovanja motorja temelji na uporabi temeljnega učinka, ki ga je leta 1879 odkril Edwin H. Hall, ki je bil takrat podiplomski študent na univerzi Johns Hopkins. Hall je pokazal, da v prevodniku, v katerem sta ustvarjena medsebojno pravokotna električna in magnetna polja, nastane električni tok (imenovan Hallov tok) v smeri, ki je pravokotna na obe polji.
V Hallovem potisnem motorju plazmo ustvari električna razelektritev med notranjo pozitivno elektrodo (anodo) in zunanjo negativno elektrodo (katodo). Razelektritev odstrani elektrone iz atomov nevtralnega plina v reži med elektrodama. Nastalo plazmo pospešuje proti izstopu iz cilindričnega motorja Lorentzova sila, ki nastane kot posledica interakcije uporabljenega radialnega magnetnega polja z električnim tokom (v tem primeru Hallovim tokom), ki teče azimutno. smer, tj. okoli centralne elektrode. Hallov tok nastane zaradi gibanja elektronov v električnem in magnetnem polju. Odvisno od razpoložljive moči se lahko hitrosti iztoka gibljejo od 10 prej 50 km/s
Ta vrsta plazemskega potisnika je brez omejitev prostorskega naboja, ker pospešuje celotno plazmo (tako pozitivne ione kot negativne elektrone). Zato je dosegljiva gostota potiska in posledično njena moč (in s tem potencialno dosegljiva vrednost dV ) so mnogokrat višje kot pri ionskem motorju enake velikosti. Več kot 200 Hallovih potisnikov že deluje na satelitih v nizkih zemeljskih orbitah. In ravno ta motor je Evropska vesoljska agencija uporabila za ekonomično pospeševanje vesoljskega plovila. PAMETNO 1 med letom na Luno.

Dimenzije Hallovih propelerjev so precej majhne in inženirji poskušajo ustvariti takšne naprave, da bi jim lahko zagotovili večje moči, potrebne za doseganje visokih izpušnih hitrosti in potiska.
Znanstveniki v Laboratoriju za fiziko plazme Univerze Princeton so dosegli nekaj uspeha z namestitvijo razdeljenih elektrod na stene Hallovega propelerja, ki ustvarjajo električno polje na tak način, da usmerijo plazmo v ozek izhodni žarek. Zasnova zmanjšuje neuporabno izvenosno komponento potiska in omogoča podaljšano življenjsko dobo motorja zaradi dejstva, da plazemski žarek ne pride v stik s stenami motorja. Približno enake rezultate so nemški inženirji dosegli z uporabo magnetnih polj posebne konfiguracije. In raziskovalci na Univerzi Stanford so pokazali, da prevleka sten motorja s trpežnim polikristalnim diamantom znatno izboljša njihovo odpornost proti eroziji zaradi plazme. Zaradi vseh teh izboljšav so bili Hallovi potisniki primerni za vesoljske polete na dolge razdalje.

Motor naslednje generacije

Eden od načinov za nadaljnje povečanje gostote potiska je povečanje skupne količine plazme, pospešene v motorju. Ko pa se gostota plazme v Hallovem potisniku poveča, se poveča frekvenca trkov elektronov z atomi in ioni, kar
preprečuje, da bi elektroni prenašali Hallov tok, potreben za pospešek. Uporabo gostejše plazme omogoča magnetoplazmodinamični (MPD) motor, pri katerem se namesto Hallovega toka uporablja tok, ki je usmerjen predvsem vzdolž električnega polja (levo vstavljeno) in je veliko manj občutljiv na destrukcijo zaradi trkov z atomi.
Na splošno je motor MTD sestavljen iz osrednje katode, ki se nahaja znotraj večje cilindrične anode. Plin (običajno litijeva para) se dovaja v obročasto režo med katodo in anodo, kjer se ionizira z električnim tokom, ki teče radialno od katode proti anodi. Tok ustvarja azimutno magnetno polje (obdaja centralno katodo), interakcija polja in toka pa ustvarja Lorentzovo silo, ki ustvarja potisk.
Motor MTD, velik kot navadno vedro, lahko predela približno megavat energije iz sončnega ali jedrskega vira in omogoča hitrosti izpušnih plinov od 15 do 60 km/s. Res, majhen in pogumen.

Druga prednost motorja MTD je možnost dušenja: hitrost izpušnih plinov in potisk v njem je mogoče prilagoditi s spreminjanjem jakosti toka ali pretoka delovne snovi. To omogoča spreminjanje potiska motorja in hitrosti izpušnih plinov glede na potrebo po optimizaciji poti leta. Intenzivne raziskave procesov, ki poslabšajo lastnosti motorjev MTD in vplivajo na njihovo življenjsko dobo, zlasti plazemske erozije, nestabilnosti plazme in izgub moči v njej, so omogočile ustvarjanje novih motorjev z visoko zmogljivostjo. Kot delovne snovi uporabljajo litijeve ali barijeve pare. Atomi teh kovin se zlahka ionizirajo, kar zmanjša notranje izgube energije v plazmi in omogoča vzdrževanje nižje temperature katode. Uporaba tekočih kovin kot delovnih snovi in ​​nenavadna zasnova katode s kanali, ki spreminjajo naravo interakcije električnega toka z njeno površino, je pripomogla k znatnemu zmanjšanju erozije katode in ustvarjanju zanesljivejših motorjev MTD.
Skupina znanstvenikov iz akademskih krogov in NASA je nedavno zaključila razvoj novega "litijevega" motorja MTD, imenovanega a2. potencialno sposoben dostaviti vesoljsko plovilo na jedrski pogon z velikim tovorom in ljudmi na Luno in Mars ter zagotoviti lete avtomatskih vesoljskih postaj na zunanje planete Osončja.

Želva zmaga

Ionski, Hallov in magnetoplazmodinamični so tri vrste plazemskih motorjev, ki so že našli praktično uporabo. V zadnjih desetletjih so raziskovalci predlagali veliko obetavnih možnosti. Razvijajo se motorji, ki delujejo v impulznem in neprekinjenem načinu. V nekaterih se plazma ustvari z električnim praznjenjem med elektrodami, v drugih - induktivno z uporabo tuljave ali antene. Razlikujejo se tudi mehanizmi pospeševanja plazme: z uporabo Lorentzove sile, z vnosom plazme v magnetno ustvarjene tokovne plasti ali s pomočjo potujočega elektromagnetnega valovanja. Ena vrsta celo vključuje izmet plazme skozi nevidne "raketne šobe", ustvarjene z uporabo magnetnih polj.
V vseh primerih plazemski raketni motorji pospešujejo počasneje kot običajni. Kljub temu pa zaradi paradoksa »počasneje hitreje« omogočajo doseganje oddaljenih ciljev v krajšem času, saj vesoljsko plovilo na koncu pospešijo do hitrosti, ki je veliko višja od motorjev na kemično gorivo z enako maso goriva. To vam omogoča, da se izognete zapravljanju časa za odklone proti telesom, ki zagotavljajo učinek gravitacijske frače. Tako kot v znani zgodbi o počasni želvi, ki na koncu prehiti zajca, bo v »maratonskih« poletih, ki bodo v prihajajočem obdobju raziskovanja globokega vesolja vse pogostejši, zmagala želva.

Danes zmorejo najnaprednejši plazemski motorji dV prej 100 km/s To je povsem dovolj za polet do zunanjih planetov v razumnem času. Eden najbolj impresivnih projektov na področju raziskovanja globokega vesolja vključuje dostavo vzorcev prsti na Zemljo s Titana, največje Saturnove lune, ki ima po mnenju znanstvenikov atmosfero, zelo podobno tisti, ki je ovijala Zemljo pred milijardami let. .
Vzorec s Titanove površine bo znanstvenikom dal redko priložnost za iskanje znakov kemičnih predhodnikov življenja. Raketni motorji na kemično gorivo takšno odpravo onemogočajo. Uporaba gravitacijskih frač bi podaljšala čas letenja za več kot tri leta. In sonda z "majhnim, a oddaljenim" plazemskim motorjem bo lahko tako pot opravila veliko hitreje.

Prevod: I.E. Sacevič

DODATNA LITERATURA

Prednosti jedrskega električnega pogona za raziskovanje zunanjih planetov. G. Woodcock et al. Ameriški inštitut za aeronavtiko in astronavtiko, 2002.

Električni pogon. Robert G. Jahn in Edgar Y. Choueiri v Encyclopedia of Physical Science and Technology. Tretja izdaja. Academic Press, 2002.

Kritična zgodovina električnega pogona: prvih 50 let (1906-1956). Edgar Y. Choueiri v Journal of Propulsion and Power, Vol. 20, št. 2, strani 193-203; 2004.