Az elektromos hajtómű (Electric Propulsion/EP) egy olyan, kifejezetten az űrre tervezett hajtómű, amely elektromos energia felhasználásával gyorsítja fel a hajtóanyagot különböző elektromos vagy mágneses fizikai folyamatok útján – lényegében a valamilyen módon ionizált gázt elektrosztatikus módon gyorsítja fel. Egy ilyen rendszer előnye a hagyományos hajtóművekkel szemben, hogy a hajtóanyag akár az előbbiekhez képest hússzoros sebességgel is távozhat, így az EP a hajtóanyag szükséges tömegét tekintve jóval hatékonyabb – ezáltal pedig csökkenthető azon hajtóanyag tömege, amelyet az eszköznek magával kell vinnie, amivel pedig végső soron jelentős költségcsökkenés érhető el.

A hajtóanyag eltérhet a különböző megoldásokat használó hajtóművek esetén: időnként akár hagyományos hajtóanyagot is használhatnak ezek az eszközök, de jellemzően ilyen szempontból különböző nemesgázok, mint a xenon vagy az argon szoktak szóba jönni – különösen az előbbi, amit a legtöbb ilyen hajtómű használ. A xenon másik hátránya, hogy nagy nyomáson kell tárolni. Az EP-ket egyébként főleg műholdakban használják fel, aminek egyik oka, hogy a szóban forgó nemesgázok elég ritkák, ráadásul az ilyen hajtóanyagok ipari előállítása rendkívül drága, hosszú távon pedig nem is igazán fenntartható.

Itt jön képbe a jód, amit a francia ThrustMe vállalat és a szingapúri Nanyang Technological University kutatói által kifejlesztett EP használ. A hajtóművet egyébként tavaly novemberben már tesztelték is az űrben egy 20 kg-os CubeSat műholdon, és az eredményekről beszámoló tanulmányt most publikálták a Nature-ben – számol be róla az Interesting Engineering. A Xenonhoz képest a jódnak több előnye is akad: például nagyobb mennyiségben áll rendelkezésre, olcsóbban álltíható elő, valamint a tárolása is egyszerűbb, mivel a jód elemi állapotban kétatomos I2 molekulákból áll, ami egy barnásfekete, szilárd anyagot jelent, és ebben a formában kerülne a tartályba. Viszont a jód könnyen szublimál – a folyékony halmazállapotot kihagyva már alacsonyabb hőmérsékleten is gázzá alakul.

A papír beszámol arról is, hogy a jód ionizációs szempontból hatékonyabb is a xenonnál – tehát kevesebb energiával ionizálható, ami miatt a meghajtáshoz kevesebb hajtóanyagra és kevesebb elektromos energiára van szükség. Így a műhold is kisebb, egyszerűbb – végső soron olcsóbb lehet, valamint a tömeg csökkenése miatt ezen eszközök űrbe juttatásán is pénz spórolható. Ráadásul a kisebb műholdakkal könnyebb elkerülni az ütközést, valamint az űrszemét tömege is csökkenthető ezen a módon.

Az IE azért megemlíti, hogy a módszer nem tökéletes: a használat előtt a jódot valamennyire fel kell melegíteni, így a hajtóműnek lesznek felmelegedési és lehűlési szakaszai, mely időszakok alatt nem használható. Ha pedig nagyobb eszközökbe szerelnénk EP-t, akkor annak elég sok energiára lenne szüksége.

(A cikkhez használt fotó illusztráció, A NASA által fejlesztett 13 kilowattos Hall EP prototípusa látható rajta, forrás: NASA)

További cikkek a témában:

Japán sikeresen tesztelte a lehetetlennek vélt, forgó detonációs motort az űrben A japán űrügynökség (JAXA) bejelentése szerint a történelemben először sikeresen teszteltek egy olyan forgó detonációs motort az űrben, amit még nem olyan rég is lehetetlennek tartottak a rakétatudósok.

FAST – a köpködő rakétahajtómű, amely rögtön landolási platformot alakít ki maga alatt Nagyon hasznos olyan szerkezeteknél, melyekkel a Holdon szeretnénk landolni, ahol az alacsony gravitáció és a landoláskor felvert borotvaéles kövek kombinációja veszélyt jelent az érkező eszközökre.

Jól halad a nukleáris ionhajtómű fejlesztése, ami egy hónapra csökkentené a Mars-utazás időtartamát A NASA szerint a jelenlegi rakétatechnológiával nagyjából kilenc hónapba telne eljutni a vörös bolygóra, de az Ad Astra Rocket Company már dolgozik a megoldáson.