Dieses epische Ionentriebwerk wird die Testmission der NASA zur Umlenkung eines Asteroiden antreiben

(NASA/Bridget Caswell)

Trotz des aktuellen Kampfes der Menschheit gegen den Roman Coronavirus , und obwohl es den größten Teil unserer Aufmerksamkeit in Anspruch nimmt, gibt es immer noch andere Bedrohungen. Die sehr reale Bedrohung eines möglichen Asteroid Der zukünftige Angriff auf die Erde tritt vorerst in den Hintergrund, ist aber immer noch da.

Auch wenn ein Asteroideneinschlag im Moment eher vergänglich erscheint, ist er eine echte Bedrohung und eine, die das Potenzial hat, die Menschheit zu vernichten. Agenturen wie die NASA und die ESA arbeiten immer noch an ihren Plänen, uns vor dieser Bedrohung zu schützen.

DART der NASA ( Doppelter Asteroiden-Umleitungstest Der Start der Mission ist für den 22. Juli 2021 geplant. Dabei handelt es sich um eine Demonstrationsmission zur Untersuchung der Nutzung kinetischer Einwirkungen zur Ablenkung eines Asteroiden. Es wird auf das winzige binäre Asteroidensystem namens Didymos (oder 65803 Didymos) zusteuern. Dieses Doppel-Asteroidensystem stellt keine Bedrohung für die Erde dar.

Der größere der beiden, Didymos A genannt, hat einen Durchmesser von etwa 780 Metern (2560 Fuß), während der kleinere, Didymos B, nur etwa 160 Meter (535 Fuß) misst. DART wird in Didymos B stürzen. Es ist nah dran auf die typische Größe eines Asteroiden, der die Erde bedroht.

Ein simuliertes Bild des binären Asteroiden Didymos. (Naidu et al., AIDA Workshop, 2016)

DART muss viel Platz abdecken, um Didymos zu erreichen. Nach dem Start im Juli 2021 wird er sein Ziel am 22. September erreichen, wenn sich der binäre Asteroid in einer Entfernung von 11 Millionen km (6,8 Millionen Meilen) von der Erde befindet. Und um dorthin zu gelangen, ist es auf eine mächtige Kraft angewiesen Ionenmotor genannt Evolutionary Xenon Thruster der NASA – kommerziell ( NEXT-C ).

Das Triebwerk besteht aus zwei Hauptkomponenten: dem Triebwerk und der Power Processing Unit (PPU). NEXT-C bereitet sich mit einer Reihe von Leistungs- und Umwelttests auf die Mission vor.

Das Triebwerk wurde Vibrations-, thermischen Vakuum- und Leistungstests unterzogen, bevor es in seine PPU integriert wurde. Es wurde auch simulierten Raumflugbedingungen ausgesetzt: den extremen Vibrationen während des Starts und der extremen Kälte des Weltraums.

Die Leistungsverarbeitungseinheit des Triebwerks wird nach erfolgreichem Test aus einer anderen Vakuumkammer entfernt. (NASA/Bridget Caswell)

NEXT-C ist ein leistungsstarker Motor. Es ist nichts anderes als eine Rakete, die eine enorme Schubkraft benötigt, um etwas aus der Schwerkraft der Erde zu heben. Aber im Hinblick auf Ionenantriebe ist es eine sehr leistungsstarke Einheit. Es ist etwa dreimal stärker als das NSTAR Ionenantriebe auf den NASA-Raumschiffen DAWN und Deep Space One.

NEXT kann eine Schubleistung von 6,9 kW und einen Schub von 236 mN erzeugen. Der Motor hat den höchsten Gesamtimpuls aller Ionenmotoren erzeugt: 17 MN·s. Es hat auch einen spezifischen Impuls, der ein Maß dafür ist, wie effizient es Treibstoff nutzt, von 4.190 Sekunden im Vergleich zu 3.120 Sekunden bei NSTAR.

Ionenantriebe verbrennen keinen Treibstoff wie eine Rakete, verwenden jedoch einen Treibstoff. Typischerweise ist der Treibstoff Xenon, wie bei NEXT-C. Der NEXT-C-Ionenmotor ist ein Doppelgittersystem.

Das Xenon wird in eine Kammer geleitet, wo es auf das erste oder vorgelagerte Gitter trifft. Solaranlagen liefern den Strom und das erste Netz ist positiv geladen. Beim Durchgang der Xenon-Ionen durch das vorgeschaltete Gitter werden sie positiv geladen.

Dadurch werden sie zum zweiten oder Beschleunigergitter gezogen, das negativ geladen ist. Dadurch werden sie aus dem Triebwerk geschleudert und sorgen für Schub. Der Schub ist gleich der Kraft zwischen den vorgelagerten Ionen und dem Beschleunigergitter.

NASA Evolutionary Xenon Thruster wird in einer Vakuumkammer getestet. (NASA)

Wenn DART den binären Asteroiden Didymos erreicht, wird er Gesellschaft haben. Die italienische Raumfahrtbehörde stellt LICIA (Light Italian CubeSat for Imaging of Asteroids) für die Mission zur Verfügung. LICIA besteht aus sechs Cubesats, die vor dem Aufprall auf Didymos B von DART getrennt werden. Es wird Bilder des Aufpralls und der bei der Kollision ausgeschleuderten Trümmer aufnehmen und diese zur Erde zurücksenden.

Es wird erwartet, dass der Einschlag die Umlaufgeschwindigkeit von Didymos B um etwa einen halben Millimeter pro Sekunde verändert. Dadurch wird seine Rotationsperiode so stark verändert, dass erdgestützte Teleskope ihn erkennen können. Es wird auch einen Krater in der Oberfläche hinterlassen, der etwa 20 m (66 ft) breit ist.

Obwohl DART beim Aufprall zerstört wird, plant die ESA eine Folgemission. Es heißt Hera Der Start ist für 2024 und die Ankunft im Jahr 2027 geplant.

Hera wird nicht nur die Auswirkungen des Einschlags von DART untersuchen, sondern auch eine Reihe von Instrumenten mitführen, um mehr über binäre Asteroiden und das Innere des Asteroiden zu erfahren.

Dieser Artikel wurde ursprünglich veröffentlicht von Universum heute . Lies das originaler Artikel .

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