A Agência Espacial Européia relatou o primeiro teste de um motor íon ramjet usando ar da atmosfera circundante como combustível. Um comunicado publicado no site oficial da agência afirma que, no futuro, esses motores poderão ser usados em pequenos satélites, o que lhes permitirá operar por um tempo quase ilimitado em uma órbita a uma altitude de 200 quilômetros ou menos.
Os motores iônicos são baseados no princípio de ionização de partículas de gás e sua aceleração por meio de um campo eletrostático. Devido às características do projeto, as partículas de gás em tais motores são aceleradas a velocidades muito mais altas do que em motores químicos. Os motores de íons são capazes de criar um impulso específico muito mais alto e apresentam menor consumo de combustível, mas têm uma desvantagem significativa - eles criam empuxo extremamente baixo em comparação com os motores químicos convencionais. É por isso que agora os motores de íons raramente são usados na prática. Exemplos recentes de seu uso incluem talvez a espaçonave Dawn, atualmente orbitando o planeta anão Ceres, e a missão BepiColombo para explorar Mercúrio, que começará no final de 2018.
Diagrama de um motor ramjet air ion.
A configuração padrão dos propulsores de íons em uso hoje pressupõe um suprimento de combustível, que geralmente é o gás xenônio. Mas há também o conceito de motores a jato de íons, que nunca foi usado em missões espaciais reais. Ele difere dos motores iônicos convencionais porque a fonte de combustível não é um suprimento finito de gás, que deve ser carregado no tanque antes do lançamento, mas diretamente do ar da atmosfera da Terra ou de outro corpo com atmosfera.
Em teoria, uma pequena espaçonave equipada com esse motor pode ficar em órbita baixa quase para sempre a uma altitude de 150 quilômetros. Nesse caso, a frenagem atmosférica será compensada pelo empuxo do motor, que retira ar dessa atmosfera.
Em 2009, a Agência Espacial Europeia lançou o satélite GOCE, que, graças a um motor iônico sempre ligado com fornecimento de xenônio, está em órbita de 255 quilômetros há quase cinco anos. Como resultado da experiência, a ESA decidiu começar a desenvolver um conceito de motor íon ramjet para satélites de órbita baixa semelhantes.
Instalação de amostragem de gás.
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Teste de motor de íons com xenônio como combustível.
O protótipo foi testado dentro de uma câmara de vácuo. Inicialmente, o xenônio acelerado foi alimentado na instalação. Como parte da segunda parte do experimento, uma mistura de oxigênio e nitrogênio foi alimentada no sistema de captação de gás, que simulou a composição atmosférica a uma altitude de 200 quilômetros. Na última parte do teste, os engenheiros usaram uma mistura de ar limpo para testar a funcionalidade do sistema no modo principal.
Teste de motor de íons com ar como combustível.
Nikolay Khizhnyak