• Home
  • Kemi
  • Astronomien
  • Energi
  • Naturen
  • Biologi
  • Fysik
  • Elektronik
  • Denna kraftfulla jonmotor kommer att flyga på NASAs DART-uppdrag för att försöka omdirigera en asteroid

    Kredit:NASA

    Trots mänsklighetens nuvarande kamp mot det nya coronaviruset, och trots att det tar upp det mesta av vår uppmärksamhet, andra hot existerar fortfarande. Det mycket verkliga hotet om en eventuell asteroidattack på jorden i framtiden tar ett baksäte för nu, men den finns kvar.

    Även om ett asteroidanfall verkar vara tillfälligt just nu, det är ett verkligt hot, och en som – till skillnad från ett coronavirus – har potential att göra slut på mänskligheten. Byråer som NASA och ESA arbetar fortfarande med sina planer för att skydda oss från det hotet.

    NASA:s DART (Double Asteroid Redirection Test) uppdrag är planerat att starta den 22 juli, 2021. Det är ett demonstrationsuppdrag för att studera användningen av kinetisk påverkan för att avleda en asteroid. Det kommer att gå mot det lilla binära asteroidsystemet som heter Didymos, (eller 65803 Didymos.) Detta dubbla asteroidsystem utgör inget hot mot jorden.

    Den större av paret, heter Didymos A, är cirka 780 meter (2560 fot) i diameter, medan den mindre, Didymos B, är bara cirka 160 meter (535 ft.) DART kommer att krascha in i Didymos B. Den är nära den typiska storleken på en asteroid som hotar jorden.

    DART har mycket utrymme att täcka för att nå Didymos. Efter lanseringen i juli 2021, det kommer att nå sitt mål den 22 september, när den binära asteroiden är inom 11 miljoner km (6,8 miljoner miles) från jorden. Och för att komma dit, den kommer att förlita sig på en kraftfull jonmotor som heter NASAs Evolutionary Xenon Thruster—Commercial (NEXT-C).

    En simulerad bild av Didymos binära asteroiden, baserat på observationsdata. Kredit:Naidu et al., AIDA Workshop, 2016

    Motorn kommer i två primära komponenter:propellern och kraftbearbetningsenheten (PPU.) NEXT-C gör sig redo för uppdraget med en serie tester, både prestanda och miljö. Thrustern utsattes för vibrationer, termiskt vakuum och prestandatester innan de integreras med dess PPU. Den utsattes också för simulerade rymdfärdsförhållanden:de extrema vibrationerna under uppskjutningen, och rymdens extrema kyla.

    NEXT-C är en kraftfull motor. Det är inget som en raket, som kräver en enorm mängd dragkraft för att lyfta bort något från jordens gravitation. Men när det gäller jondrift, det är en mycket kraftfull enhet. Den är ungefär tre gånger kraftfullare än vad NSTAR-jonen driver på NASA:s rymdfarkoster DAWN och Deep Space One.

    NEXT kan producera 6,9 kW dragkraft och 236 mN dragkraft. Motorn har producerat den högsta totala impulsen av någon jonmotor:17 MN·s. Den har också en specifik impuls, vilket är ett mått på hur effektivt den använder drivmedel, av 4, 190 sekunder, jämfört med NSTARs 3, 120.

    Kraftbearbetningsenheten för thrustern tas bort från en annan vakuumkammare efter framgångsrik testning. Kredit:NASA/Bridget Caswell

    Jondrifter förbränner inte bränsle som en raket, även om de använder ett drivmedel. Typiskt är drivmedlet xenon, som i NEXT-C. NEXT-C jonmotorn är ett system med dubbla rutnät.

    Xenonet matas in i en kammare, där den möter den första, eller uppströms, rutnät. Solpaneler ger elektricitet, och det första nätet laddas positivt. När xenonjonerna passerar genom uppströmsnätet, de laddas positivt. Detta drar dem mot det andra eller acceleratornätet, som laddas negativt. Detta driver dem ut ur motorn, ger dragkraft. Dragkraften är lika med kraften mellan uppströms jonerna och acceleratornätet.

    När DART når Didymos binära asteroid, det kommer att ha lite sällskap. Den italienska rymdorganisationen tillhandahåller LICIA (Light Italian CubeSat för avbildning av asteroider) för uppdraget. LICIA är 6 cubesats som kommer att separeras från DART före kollisionen med Didymos B. Den kommer att fånga bilder av nedslaget och skräpet som kastas ut från kollisionen och överföra det tillbaka till jorden.

    NASA Evolutionary Xenon Thruster testas i en vakuumkammare. Kredit:NASA

    Nedslaget förväntas förändra Didymos B:s omloppshastighet med ungefär en halv millimeter per sekund. Det kommer att ändra dess rotationsperiod med en tillräckligt stor mängd för att jordbaserade teleskop ska upptäcka den. Det kommer också att lämna en krater i ytan, cirka 20 m (66 fot) bred.

    Även om DART kommer att förstöras när den slår, ESA planerar ett uppföljningsuppdrag. Det heter Hera, och den är planerad att lanseras 2024, och att anlända 2027. Hera kommer inte bara att undersöka effekten av DART:s inverkan, men kommer att bära en serie instrument för att lära dig mer om binära asteroider, och asteroidens inre.


    © Vetenskap https://sv.scienceaq.com