Дослідники Європейського космічного агентства випробовують те, що вони описують як найменший, але найбільш точно керований двигун, коли-небудь побудований для космосу. Вимірюючи 10 сантиметрів (4 дюйма) впоперек і створюючи слабке синє сяйво, коли він працює, двигун Field Emission Electric Propulsion або FEEP створює середню тягу, еквівалентну силі одного падіння волосся. Але його діапазон тяги та керованість набагато перевершують більш потужні рушії, і вони будуть важливими для майбутньої космічної місії, яка перевірить загальну теорію відносності Ейнштейна.
"Більшість силових установок використовуються для того, щоб отримати транспортний засіб від А до Б", - пояснив Девіде Ніколіні з відділу наукових проектів агентства, який відповідає за дослідження двигунів. "Але з FEEP, мета полягає у підтримці космічного корабля у фіксованому положенні, компенсуючи навіть найдрібніші сили, що його турбують, до точності, якій жодна інша конструкція двигуна не може відповідати".
Спостерігати за тим, як поводяться об'єкти, коли вони відокремлюються від усіх зовнішніх впливів, - це давня амбіція фізиків, однак цього не можна зробити в межах сили тяжіння Землі. Таким чином, місія наступного десятиліття під назвою LISA Pathfinder (Лазерна антена інтерферометра) пролетить 1,5 мільйона км (900 000 миль) до однієї з точок Лагрангія, L-1. Там гравітація Сонця та Землі скасовують одне одного, так що за поведінкою пари вільно плаваючих тестових об'єктів можна точно відстежувати.
Але для повного відсторонення експерименту від решти Всесвіту все ще залишиться кілька турбуцій для подолання, особливо серед легкого, але безперервного тиску самого сонячного світла. Ось тут і приходить FEEP. Він працює за тим самим основним принципом, що і інші іонні двигуни, що летять на борту місії ESART SMART-1 Moon та інших космічних кораблів: застосування електричного поля служить для прискорення електрично заряджених атомів (відомих як іони), створюючи тягу. .
Але хоча тяга інших іонних двигунів вимірюється в мільвітонтонах, продуктивність FEEP оцінюється у вигляді мікронебетонів - одиниця в тисячу разів менша. Двигун має діапазон тяги 0,1-150 мкм, здатність роздільної здатності краща за 0,1 мкм, у відповідь часу одна п’ята частина секунди (190 мілісекунд) або вище.
Двигун використовує рідкий метальний цезій в якості палива. Через капілярну дію - явище, пов’язане з поверхневим натягом - цезій протікає між парою металевих поверхонь, які закінчуються гострою щілиною. Цезій залишається у гирлі щілини, поки не утворюється електричне поле. Це призводить до того, що в рідкому металі утворюються крихітні конуси, які заряджають атомами, стріляючи з їх кінчиків, створюючи тягу.
Для Pathfinder LISA буде використано дванадцять тяги. Працюючи разом з іншою системою рушіїв, розробленою NASA, тяги повинні мати керований керування як мінімум у 100 разів точніше, ніж будь-який космічний корабель раніше; аж до мільйонної частини міліметра.
LISA передбачає три супутники на відстані до п'яти мільйонів км (три мільйони миль) один від одного і пов'язані лазерами, орбітуючи Сонце. Метою є виявлення пульсацій у просторі та часі, відомих як гравітаційні хвилі, передбачені теорією загальної відносності Ейнштейна, але поки що не виявлені. Хвилі викликали б невеликі зміни відстані, виміряної між супутниками.
Двигун був випробуваний минулого місяця, і як тільки випробування проаналізовані і концепція буде доведена, технологія FEEP була призначена для широкого спектру інших місій, включаючи точність формування політ для астрономії, спостереження за Землею та безсупровідні супутники для картування варіацій в земній силі тяжіння.
Джерело: ESA
