画像クレジット：ESA
欧州宇宙機関のSMART-1ミッションは、革新的なイオンエンジンを使用して、月が小さな惑星が地球に激しく衝突した後に形成されたという証拠を探すのに役立ちます。イオンエンジンは、イオン化されたガスの粒子を一定の流れで数か月または数年にわたって加速することによって機能します。推力は非常に低いですが、非常に効率的で、従来のロケットが使用する燃料の一部を必要とします。
SF映画のファンは、自国の惑星から短距離を移動したい場合は、サブライトの「イオンドライブ」を使用することを知っています。しかし、そのようなイオンドライブサイエンスフィクション、またはサイエンスファクトですか？
答えはその中間にあります。イオンエンジンは少なくとも1959年にさかのぼります。2つのイオンエンジンは、1964年にアメリカのSERT 1衛星でテストされました。1つは成功し、もう1つは成功しませんでした。
原理は単純に従来の物理学です。ガスを取り、イオン化します。つまり、電荷を与えます。これにより、電子とともに、正に帯電したガスのイオンが生成されます。イオン化されたガスは、エンジンの後方にある電界またはスクリーンを通過し、イオンはエンジンを離れ、反対方向に推力を発生させます。
非常に燃料効率が良い
宇宙のほぼ真空で動作するイオンエンジンは、化学ロケットのジェットよりもはるかに速く推進ガスを噴射します。したがって、使用される推進剤1キログラムあたり約10倍の推力を発揮し、非常に「燃料効率が良い」。
イオンエンジンは効率的ですが、非常に低推力のデバイスです。使用される推進剤の量に対して得られる押しの量は非常に良いですが、あまり強く押しません。たとえば、宇宙飛行士が惑星の表面を離陸するためにそれらを使用することはできません。しかし、宇宙に着いたら、急いで加速する必要がなければ、周りを操縦するためにそれらを使用できます。どうして？イオンドライブは宇宙空間で高速まで到達できますが、時間の経過とともにそのような速度まで加速するには、非常に長い距離が必要です。
ゆったりと有利
イオンエンジンは、ゆっくりと魔法の働きをします。電気銃がイオンを加速します。この加速の力が宇宙船のソーラーパネルに由来する場合、科学者はそれを「太陽電気推進」と呼んでいます。現在の宇宙船で一般的に使用されているサイズのソーラーパネルは、数キロワットの電力しか供給できません。
したがって、太陽電池式イオンエンジンは、化学ロケットの大きな推力と競合することができませんでした。しかし、典型的な化学ロケットは数分間しか燃えませんが、イオンエンジンは、太陽が輝き、推進薬の供給が続く限り、数か月または数年にわたって穏やかに押し続けることができます。
穏やかな推力のもう1つの利点は、非常に正確な宇宙船の制御を可能にすることであり、非常に正確なターゲットポインティングを必要とする科学ミッションに非常に役立ちます。
ESAの宇宙空間での配置の確保
エンジニアは、1998年から2001年の間にNASAのディープスペース1ミッションを使用して、主な推進システムとしてイオンエンジンを初めてテストしました。将来の長距離ミッションに必要な種類。これらは、太陽と電気の推進力を、惑星と月の重力を初めて使用する操縦と組み合わせます。
SMART-1は、イオン推進の使用におけるヨーロッパの独立を保証します。他の宇宙科学ミッションでは、地球の軌道に近い複雑な操縦にイオンエンジンを使用することが期待されています。たとえば、ESAのミッションLISAは、遠い宇宙から来る重力波を検出します。 ESAの惑星への今後のミッションでも、イオンエンジンを使用して惑星を送ります。
今科学の事実
太陽光電気推進の現在の現実は、映画の魔法のように、映画のスクリーンで宇宙船が飛び交うSF映画の魔法とは一致しない可能性があります。ただし、ESAがSMART-1および将来のミッションに取り組んでいることにより、イオンドライブがSFよりもサイエンスファクトになるようになっています。
元のソース：ESAニュースリリース
