Kredit gambar: ESA
Misi SMART-1 Agensi Angkasa Eropah akan menggunakan mesin ion revolusioner untuk membantunya mencari bukti bahawa Bulan terbentuk setelah pelanggaran ganas planet yang lebih kecil dengan Bumi. Enjin ion berfungsi dengan mempercepat zarah-zarah gas yang diionkan dalam aliran berterusan selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun. Walaupun daya dorongnya sangat rendah, ia sangat cekap dan memerlukan sebahagian kecil bahan bakar yang digunakan oleh roket tradisional.
Peminat filem fiksyen ilmiah tahu bahawa, jika anda ingin menempuh jarak dekat dari planet tempat tinggal anda, anda akan menggunakan ‘ion drive’ sublight. Namun, adakah fiksyen sains pemacu ion, atau fakta sains?
Jawapannya terletak di suatu tempat. Enjin ion bermula sekurang-kurangnya pada tahun 1959. Enjin dua ion bahkan diuji pada tahun 1964 pada satelit SERT 1 Amerika - satu berjaya, yang lain tidak.
Prinsipnya adalah fizik konvensional - anda mengambil gas dan mengionkannya, yang bermaksud bahawa anda memberikannya caj elektrik. Ini menghasilkan ion gas yang bermuatan positif, bersama dengan elektron. Gas terion melewati medan elektrik atau skrin di bahagian belakang mesin dan ion meninggalkan mesin, menghasilkan daya tuju ke arah yang bertentangan.
Sangat jimat bahan api
Beroperasi dalam ruang kosong, enjin ion mengeluarkan gas propelan lebih cepat daripada jet roket kimia. Oleh itu, mereka menghasilkan sekitar sepuluh kali lebih banyak daya dorong per kilogram bahan bakar yang digunakan, menjadikannya sangat 'hemat bahan bakar'.
Walaupun cekap, enjin ion adalah alat tujahan rendah. Jumlah tolakan yang anda dapat untuk jumlah propelan yang digunakan adalah sangat baik, tetapi mereka tidak mendorongnya dengan kuat. Sebagai contoh, angkasawan tidak boleh menggunakannya untuk melepaskan permukaan planet. Namun, setelah berada di angkasa, mereka dapat menggunakannya untuk bermanuver di sekitar, jika mereka tidak terburu-buru untuk mempercepat dengan cepat. Kenapa? Pemacu ion boleh mencapai kelajuan tinggi di ruang angkasa, tetapi mereka memerlukan jarak yang sangat jauh untuk mencapai kelajuan seperti itu dari masa ke masa.
Kelebihan santai
Enjin ion berfungsi dengan sihir dengan santai. Pistol elektrik mempercepat ion. Sekiranya kekuatan untuk pecutan ini berasal dari panel solar kapal angkasa, saintis memanggilnya sebagai 'tenaga elektrik-suria'. Panel solar dengan ukuran yang biasanya digunakan pada kapal angkasa semasa hanya dapat membekalkan beberapa kilowatt kuasa.
Oleh itu, enjin ion berkuasa solar tidak dapat menandingi daya tarikan roket kimia yang besar. Walau bagaimanapun, roket kimia biasa terbakar hanya selama beberapa minit, sedangkan enjin ion dapat bergerak perlahan selama berbulan-bulan atau bahkan bertahun-tahun - selagi Matahari bersinar dan bekalan bahan api bertahan.
Kelebihan lain dari daya tarikan lembut ialah ia membolehkan kawalan kapal angkasa yang sangat tepat, sangat berguna untuk misi saintifik yang memerlukan penunjuk sasaran yang sangat tepat.
Memastikan tempat ESA di ruang angkasa
Jurutera menguji enjin ion sebagai sistem pendorong utama untuk pertama kalinya menggunakan misi Deep Space 1 NASA antara tahun 1998 dan 2001. Misi SMART-1 ESA, yang akan dilancarkan pada akhir Ogos 2003, akan pergi ke Bulan dan menunjukkan operasi yang lebih halus jenis yang diperlukan dalam misi jarak jauh masa depan. Ini akan menggabungkan penggerak elektrik-suria dengan manuver menggunakan graviti planet dan bulan untuk pertama kalinya.
SMART-1 akan memastikan kemerdekaan Eropah dalam penggunaan penggerak ion. Misi sains angkasa lain dijangka menggunakan enjin ion untuk manuver kompleks yang dekat dengan orbit Bumi. Sebagai contoh, misi ESA LISA akan mengesan gelombang graviti yang datang dari Alam Semesta yang jauh. Misi masa depan ESA ke planet juga akan menggunakan enjin ion untuk menghantarnya dalam perjalanan.
Sekarang fakta sains
Realiti tenaga suria-elektrik masa kini mungkin tidak sesuai dengan keajaiban filem filem sci-fi dengan kapal angkasa terbang di layar pawagam kami. Walau bagaimanapun, kerja ESA pada SMART-1 dan misi masa depan adalah memastikan bahawa pemacu ion kini lebih banyak fakta sains daripada fiksyen sains.
Sumber Asal: Siaran Berita ESA
