دفع مركبة فضائية بالطاقة الكهربائية

6 كيلوواط قاذفة تأثير القاعة التي تعمل في ناسا

دفع مركبة فضائية بالطاقة الكهربائية يستخدم نظام دفع المركبات الفضائية التي تعمل بالكهرباء الطاقة الكهربائية لتغيير سرعة المركبة الفضائية.^[1]

الفكرة

تعمل معظم هذه الأنواع من أنظمة الدفع للمركبات الفضائية بطرد الوقود الدافع (كتلة التفاعل) بسرعة عالية، وتعمل عن طريق التفاعل مع المجال المغناطيسي لكوكب الأرض.^[2]

تستخدم الدفاعات الكهربائية عادةً دافعًا أقل بكثير من الصواريخ الكيميائية لأن لها سرعة عادم أعلى (تعمل بدافع محدد أعلى) من الصواريخ الكيميائية.^[3] نظرًا لقلة الطاقة الكهربائية، يكون الدفع أضعف بكثير مقارنة بالصواريخ الكيمائية، ولكن يمكن أن يوفر الدفع الكهربائي قوة دفع صغيرة لفترة طويلة. يمكن أن يحقق الدفع الكهربائي سرعات عالية على مدى فترات طويلة، وبالتالي يمكن أن يعمل بشكل أفضل من الصواريخ الكيميائية لبعض المهمات في الفضاء.^[4]

الاستخدامات

صورة مقربة لانطلاق محركات دفع مكوك فضائي

أصبح الدفع الكهربائي الآن تقنية ناضجة ومستخدمة على نطاق واسع في المركبات الفضائية.^[5] استخدمت الأقمار الصناعية الروسية الدفع الكهربائي لعقود من الزمن، ومن المتوقع أنه بحلول عام 2020، سيكون نصف جميع الأقمار الصناعية الجديدة يحمل الدفع الكهربائي الكامل.^[6]

اعتبارا من عام 2013، أكثر من 200 مركبة فضائية تعمل في جميع أنحاء النظام الشمسي تستخدم الدفع الكهربائي للمحطة، رفع المدار أو الدفع الأولي.^[7]

المستقبل

في المستقبل قد يكون بإمكان الدفاعات الكهربائية الأكثر تقدماً نقل دلتا v من 100 كم/ثانية^[8]، وهو ما يكفي لنقل مركبة فضائية إلى الكواكب الخارجية للنظام الشمسي (مع الطاقة النووية)، لكنه غير كافٍ للسفر بين النجوم.^[9]

صاروخ كهربائي مزود بمصدر طاقة خارجي (يمكن نقله عن طريق الليزر على الألواح الضوئية) لديه إمكانية نظرية للطيران بين النجوم.^[10] ومع ذلك لا يعتبر الدفع الكهربائي طريقة مناسبة للانطلاق من سطح الأرض حيث أن قوة الدفع لمثل هذه الأنظمة ضعيفة للغاية.^[11]

انظر أيضا

• السفر بين النجوم
• شراع شمسي
• الهندسة الفلكية

المراجع

1. Michel Van Pelt Space Tethers and Space Elevators Springer, 2009 ISBN 0387765565, page 24
2. NASA, Tethers In Space Handbook, edited by M.L. Cosmo and E.C. Lorenzini, Third Edition December 1997 (accessed 20 October 2010); see also version at NASA MSFC; available on scribd
3. Choueiri, Edgar Y. (2009) New dawn of electric rocket Scientific American 300, 58–65 doi:10.1038/scientificamerican0209-58
4. "Electric versus Chemical Propulsion". Electric Spacecraft Propulsion. ESA. Retrieved 17 February 2007.
5. Electric Propulsion Research at Institute of Fundamental Technological Research
6. Beyond Frontiers Broadgate Publications (September 2016) pp20
7. W. Andrew Hoskins et al. "30 Years of Electric Propulsion Flight Experience at Aerojet Rocketdyne", Paper IEPC-2013-439, 33rd International Electric Propulsion Conference, Washington DC, October 2013. http://www.iepc2013.org/get?id=439 نسخة محفوظة 3 مارس 2016 على موقع واي باك مشين.
8. Geoffrey A. Landis. Laser-powered Interstellar Probe Archived 22 July 2012 at the Wayback Machine on the Geoffrey A. Landis: Science. papers available on the web
9. Palaszewski, Bryan. "Electric Propulsion for Future Space Missions (PowerPoint)". Electric Propulsion for Future Space Missions. NASA Glenn Research Center. Retrieved 31 December 2011.
10. Choueiri, Edgar Y. (2004). "A Critical History of Electric Propulsion: The First 50 Years (1906–1956)". Journal of Propulsion and Power. 20 (2): 193–203. CiteSeerX 10.1.1.573.8519. doi:10.2514/1.9245.
11. PROJECT DAEDALUS: THE PROPULSION SYSTEM Part 1; Theoretical considerations and calculations. 2. REVIEW OF ADVANCED PROPULSION SYSTEMS Archived 28 June 2013 at the Wayback Machine