دراسة تحليل تقييم وتطوير تجريبي لدافع الأيون

الملخص عندما نتحدث عن الدوافع، فإن أول ما يتبادر إلى الذهن هو المحركات ذات المراوح التي تسحب الهواء من جانب وتعيده من الجانب المقابل لتوليد الدفع، لكنها لا تستطيع العمل في الفراغ، لذلك اخترعنا دافعات كيميائية يمكن أن تعمل في الفضاء وتستخدم مزيجًا من المؤكسد والوقود لتوليد الدفع. لكن يمكن أيضًا إنتاج الدفع باستخدام الأيونات، وتعرف هذه الأنواع من الدوافع باسم دافعات الأيون، حيث تستخدم الغازات كوقود وجهد عالي لتحويل تلك الغازات إلى أيونات بسرعة هائلة مما يؤدي إلى إنتاج الدفع. كان أول محرك أيوني وظيفي أُرسل إلى الفضاء يمكنه إنتاج دفع يبلغ فقط 91 ميلي نيوتن من الدفع، ويستخدم الزينون كوقود بسبب قيمته الكتلية الأعلى ولأنه غاز خامل. ومع ذلك، مع عدم وجود جاذبية في الفضاء، أدت هذه الدفعة الصغيرة إلى تسريع المركبة الفضائية إلى سرعة مذهلة تبلغ 41,260 كم/ساعة. هدفنا هو زيادة كفاءة وقدرة إنتاج الدفع من خلال تطبيق بعض التغييرات على النموذج الحالي والتحقق مما إذا كان بإمكاننا تشغيل هذا الدافع باستخدام الهواء العادي عند 1 ضغط جوي والحصول على نتائج مشابهة أو أفضل من استخدام الزينون كوقود. مع تحسين التكنولوجيا، شهدت تكنولوجيا دافعات الأيون أيضًا العديد من الاختراقات، حيث ارتفعت من إنتاج دفعة بسيطة تبلغ 91 ميلي نيوتن إلى 5 نيوتن من الدفع الذي تم إنتاجه بواسطة نموذج X3 التابع لناسا في عام 2017. لذا، هناك فرصة كبيرة أن تحل دافعات الأيون محل الدوافع الكيميائية في المستقبل القريب، وقد تحل أيضًا محل الدافع الميكانيكي الذي يستخدم المراوح.