फ्यूल-एफिशिएंट T6 आयन थ्रस्टर्स 2024 तक बुध को BepiColombo भेजेंगे

एक रॉकेट पर आयन थ्रस्टर के अंतरिक्ष अन्वेषण लाभ की व्याख्या करने का सबसे सरल तरीका है कि उनकी तुलना सरल "कछुआ और हरे" शैली में की जाए: दो का तेज - इस मामले में, रॉकेट - हमेशा रेस नहीं जीतता है ।

नासा के इन-स्पेस प्रोपल्शन टेक्नोलॉजीज प्रोग्राम के वरिष्ठ प्रौद्योगिकीविद माइकल पैटरसन ने कहा, "हरे एक रासायनिक प्रणोदन प्रणाली और एक मिशन है, जिसमें आप 30 मिनट या एक घंटे के लिए मुख्य इंजन को आग लगा सकते हैं और फिर आपके द्वारा लगाए गए अधिकांश मिशन के लिए"। श्लोक में । "इलेक्ट्रिक प्रणोदन के साथ, यह कछुए की तरह है, जिसमें आप प्रारंभिक अंतरिक्ष यान के वेग में बहुत धीमी गति से चलते हैं लेकिन आप बहुत लंबे समय तक लगातार जोर देते हैं - कई हजारों घंटे - और फिर अंतरिक्ष यान वेग के लिए एक बहुत बड़ा डेल्टा उठाता है। ।"

आयन थ्रस्टर्स का उपयोग यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी के (ईएसए) मिशन में बुध के लिए किया जाएगा। BepiColombo (अब तक का सबसे ब्रिटिश लगने वाला अंतरिक्ष यान) 2017 में लॉन्च होगा, 2019 और 2020 में शुक्र द्वारा उड़ान भरेगा, और 2024 में बुध के गुरुत्वाकर्षण द्वारा कब्जा कर लिया जाएगा।

अंतरिक्ष यान विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए टी 6 आयन थ्रस्टर्स का उपयोग करेगा जो ईएसए को लगभग सात वर्षों की मिशन अवधि में हमारी आकाशगंगा के सबसे दूर के ग्रह का अध्ययन करने की अनुमति देगा। BepiColombo द्वारा तैनात ESA और जापानी स्पेस एजेंसी (JAXA) के दो ऑर्बिटर्स भी एक पृथ्वी वर्ष के लिए ग्रह की सतह का विश्लेषण करने में सक्षम होंगे।

आयन थ्रस्टर तकनीक के बिना लंबी यात्रा की रसद संभव नहीं होगी, जिसे पैटरसन नासा के डीप स्पेस 1 डॉन मिशन के लिए डिजाइन इंजीनियर और नासा के इवोल्यूशनरी क्सीनन थ्रस्टर (एनईएक्सटी) प्रणोदन प्रणाली पर सिद्धांत अन्वेषक के रूप में वर्षों से विकसित कर रहा है। वह कहते हैं कि तकनीक बहुत अधिक ईंधन दक्षता प्रदान करती है, लंबे समय तक मिशन पर जाने की क्षमता (जैसे कि BepiColombo द्वारा किया जा रहा है), और कम लागत वाली निषेधात्मक प्रक्रिया। वर्तमान में, वे कहते हैं, एक रॉकेट का 50 प्रतिशत द्रव्यमान रासायनिक प्रणोदकों को समर्पित है।

पैटरसन का कहना है, "विशिष्ट रॉकेट थ्रस्टरों के साथ आप अपने लॉन्च वाहन (द्रव्यमान) का आधा हिस्सा खर्च कर रहे हैं ताकि जो भी आप इसे अगले स्थान पर ले जाना चाहते हैं, उसे धक्का देने में सक्षम हो सकें।" "अंतरिक्ष यान में सवार उस रासायनिक प्रणोदन प्रणाली को समाप्त करके और इलेक्ट्रिक प्रणोदन में डालकर, आप उस संख्या को नाटकीय रूप से बदल कर संभवतः 10, 15 या समग्र द्रव्यमान का 20 प्रतिशत कर सकते हैं।"

ग्रिड इलेक्ट्रोस्टैटिक आयन थ्रस्टर्स, जैसे टी 6, एक प्रणोदक के रूप में क्सीनन गैस का उपयोग करते हैं। ईएसए प्रणोदन इंजीनियर नील वालेस ने एक विज्ञप्ति में कहा कि, "प्रणोदक के समान द्रव्यमान" को मानते हुए, टी 6 थ्रस्टर्स एक पारंपरिक रासायनिक थ्रेशर से 15 गुना अधिक गति से भी तेज हो सकते हैं।

रॉकेट को लॉन्च करने के लिए लागत प्रभावी तरीकों के साथ, निश्चित रूप से, स्पेसएक्स का ध्यान केंद्रित किया गया था, क्योंकि एलोन मस्क-स्थापित कंपनी ने हाल ही में प्रदर्शित किया कि यह रॉकेट का पुन: उपयोग कर सकता है और उन्हें समुद्र में ड्रोन पर उतार सकता है।

हालांकि, आयन प्रणोदन, जो अंतरिक्ष अन्वेषण ईंधन की लागत के लिए एक वरदान होगा, "ग्लेशियल" गति से आगे बढ़ चुका है, पैटरसन बताते हैं।

"नासा और यूरोपीय अंतरिक्ष एजेंसी द्वारा प्रौद्योगिकी की आवेदन दर काफी कम गति से है," वे कहते हैं। "अगर हम उपभोक्ता इलेक्ट्रॉनिक्स के बारे में बात कर रहे हैं, अवधारणा और अनुप्रयोग के बीच, यह नौ से 12 महीने लगते हैं। अगले आयन प्रोपल्शन सिस्टम, जो इस महीने में 15 साल पहले बनाए गए इंजनों की जगह ले रहे हैं और परीक्षण कर रहे हैं; हम 2021 में इसके जल्द से जल्द आवेदन के बारे में बात कर रहे हैं।"

नासा ने इस सप्ताह कैलिफोर्निया स्थित कंपनी एयरोजेस्ट रॉकडेन को सौर ऊर्जा चालित आयन इंजन विकसित करने के लिए $ 67 मिलियन, 36 महीने का अनुबंध दिया, जो कि BiiColombo पर सवार अत्यधिक कुशल ईंधन संचालित आयन इंजनों की तुलना में मिशन जीवन को लंबा कर सकता है।

अभी के लिए, ईएएस की बीपीकोलम्बो यात्रा को शक्ति प्रदान करने वाले टी 6 आयन थ्रस्टर्स, सौर-इलेक्ट्रिक और रासायनिक प्रणोदक थ्रस्टर्स से कुछ मदद के साथ, पूरे सात-वर्षीय मिशन के लिए अंतरिक्ष यान को चलाने के लिए पर्याप्त संसाधन होंगे, जबकि वैज्ञानिकों ने अतीत में, किया है। एक ग्रह के गुरुत्वाकर्षण पुल का उपयोग करके गुलेल विधि पर भरोसा करने के लिए - मंगल ग्रह का निवासी अंदाज।

ईएएस का मिशन तेजी से आगे बढ़ रहा है और एजेंसी ने नए टी 6 थ्रस्टर्स का परीक्षण पूरा कर लिया है, जो इस सप्ताह टी 5 के लिए बड़े भाई हैं। पैटरसन का कहना है कि नासा 2020 में कई आयन-थ्रस्टर आधारित मिशनों को भी लागू करेगा।

पैटरसन का कहना है कि नासा पहले ही रासायनिक प्रणोदन के साथ सभी "अपेक्षाकृत आसान" वस्तुओं की कक्षीय निगरानी कर चुका है, लेकिन इसे उच्च मूल्य लक्ष्यों को प्राप्त करने के लिए आयन प्रणालियों की आवश्यकता होगी, जैसे कि छोटे, दूर तक पहुंचने वाले चंद्रमा और क्षुद्रग्रह जो कक्षा के बिना कठिन हैं। आयन थ्रस्टर की स्थिर सुधारात्मक क्षमता।

पैटरसन कहते हैं, "अब, आप शनि या बृहस्पति या मंगल ग्रह की कक्षाओं की कक्षा में प्रवेश करना और ऐसे पेचीदा विज्ञान करना, जहां जीवन का परीक्षण करने की क्षमता है, जैसे अधिक दिलचस्प विज्ञान प्राप्त करना है।" "वे वैज्ञानिक रूप से उच्च मूल्य के उद्देश्य हैं, लेकिन वे एक प्रणोदन के दृष्टिकोण से वास्तव में कठिन हैं।"