Yeni uydu motoru atmosfer gazlarını yakıt olarak kullanıyor

Stuttgart Üniversitesinde doktora araştırması yürüten Francesco Romano, çok alçak Dünya yörüngesindeki uyduların atmosfer moleküllerini yakıt olarak kullanmasını sağlayan yeni bir plazma motoru geliştirdi. 100 ile 450 kilometre arasındaki irtifaları kapsayan bu yörünge, daha net görüntüleme ve düşük iletişim gücü gibi avantajlar sunuyor. Ancak bu irtifadaki hava sürtünmesi uyduları yavaşlatıyor ve mevcut itki sistemleri ksenon gibi pahalı yakıt depolarına ihtiyaç duyuyor. Geliştirilen yeni sistem, sürtünmeye yol açan molekülleri toplayıp itkiye dönüştürerek araçların harici yakıt taşımadan yörüngede kalmasını hedefliyor.

Atmosfer soluyan elektrikli itki sistemlerinin karşılaştığı en büyük zorluklar arasında korozif atomik oksijen gazı ve nötrleştirici katotların hızla aşınması yer alıyor. Romano, bu sorunu aşmak için temas gerektirmeyen ve nötrleştirici içermeyen radyo frekansı helikon plazma iticisi tasarladı. Tasarımda kullanılan grafit veya silikon dioksit kaplı parabolik ayna, parçacıkları doğrudan motora yansıtarak rüzgar tüneli testlerinde yüzde 94,3 toplama verimliliğine ulaştı. MR cihazlarında kullanılan kafes anten mimarisinden esinlenen itici, elektrik gücünün yüzde 99'unu doğrudan motora aktarmayı başardı.

Vakum odasında gerçekleştirilen testlerde sistem, 50-60 watt radyo frekansı gücüyle kararlı plazma akışı üretti. Hesaplamalar, motorun 1,6 kilovattan daha az güçle 190 ile 250 kilometre irtifada süresiz çalışabileceğini gösterdi. Bu güç seviyesi standart güneş panelleriyle rahatça karşılanabiliyor. Araştırma ayrıca karbondioksit ağırlıklı atmosfere sahip Mars çevresinde, 120 ile 160 kilometre irtifada görev yapacak araçlar için de bu itki yönteminin kullanılabileceğini ortaya koydu.