Denne kraftfulde ionmotor vil flyve på NASAs DART-mission for at prøve at omdirigere en asteroide

På trods af menneskehedens aktuelle kamp mod den nye coronavirus, og på trods af at det optager det meste af vores opmærksomhed, andre trusler eksisterer stadig. Den meget reelle trussel om et muligt asteroideangreb på Jorden i fremtiden er på bagsædet for nu, men det er der stadig.

Selvom et asteroideangreb virker lidt flygtigt lige nu, det er en reel trussel, og en, der - i modsætning til en coronavirus - har potentialet til at gøre en ende på menneskeheden. Agenturer som NASA og ESA arbejder stadig på deres planer for at beskytte os mod den trussel.

NASAs DART (Double Asteroid Redirection Test) mission er planlagt til at lancere den 22. juli, 2021. Det er en demonstrationsmission for at studere brugen af ​​kinetisk påvirkning til at afbøje en asteroide. Det vil lede mod det lille binære asteroidesystem kaldet Didymos, (eller 65803 Didymos.) Dette dobbelte asteroidesystem udgør ingen trussel mod Jorden.

Den største af parret, ved navn Didymos A, er omkring 780 meter (2560 ft.) i diameter, mens den mindre, Didymos B, er kun omkring 160 meter (535 ft.) DART vil styrte sig selv ind i Didymos B. Det er tæt på den typiske størrelse af en asteroide, der truer Jorden.

DART har en masse plads at dække for at nå Didymos. Efter lanceringen i juli 2021, det vil nå sit mål den 22. september, når den binære asteroide er inden for 11 millioner km (6,8 millioner miles) fra Jorden. Og for at komme dertil, den vil stole på en kraftig ionmotor kaldet NASA's Evolutionary Xenon Thruster—Commercial (NEXT-C).

Motoren kommer i to primære komponenter:thrusteren og kraftbehandlingsenheden (PPU.) NEXT-C gør sig klar til missionen med en række tests, både ydeevne og miljø. Thrusteren blev udsat for vibrationer, termisk vakuum og ydelsestest, før den integreres med sin PPU. Den blev også udsat for simulerede rumflyvningsforhold:den ekstreme vibration under opsendelsen, og rummets ekstreme kulde.

NEXT-C er en kraftig motor. Det er intet som en raket, hvilket kræver en enorm mængde tryk for at løfte noget væk fra Jordens tyngdekraft. Men med hensyn til iondrev, det er en meget kraftfuld enhed. Det er omkring tre gange stærkere end NSTAR-iondrevet på NASAs DAWN- og Deep Space One-rumfartøjer.

NEXT kan producere 6,9 ​​kW thrust power og 236 mN thrust. Motoren har produceret den højeste samlede impuls af enhver ionmotor:17 MN·s. Det har også en specifik impuls, som er et mål for, hvor effektivt den bruger drivmiddel, af 4, 190 sekunder, sammenlignet med NSTARs 3, 120.

Iondrev forbrænder ikke brændstof som en raket, selvom de bruger et drivmiddel. Typisk er drivmidlet xenon, ligesom i NEXT-C. NEXT-C ionmotoren er et dobbeltgittersystem.

Xenonet føres ind i et kammer, hvor den møder den første, eller opstrøms, gitter. Solpaneler leverer elektricitet, og det første gitter er ladet positivt. Når xenonionerne passerer gennem opstrømsgitteret, de lades positivt. Dette trækker dem mod det andet eller acceleratorgitter, som er negativt ladet. Dette driver dem ud af motoren, giver skub. Drivkraften er lig med kraften mellem opstrøms-ionerne og acceleratorgitteret.

Når DART når Didymos binære asteroide, det vil have noget selskab. Den italienske rumfartsorganisation leverer LICIA (Light Italian CubeSat til billeddannelse af asteroider) til missionen. LICIA er 6 cubesats, der vil adskilles fra DART før sammenstødet med Didymos B. Det vil fange billeder af sammenstødet og affaldet, der er slynget ud fra kollisionen og sende det tilbage til Jorden.

Nedslaget forventes at ændre Didymos B's kredsløbshastighed med omkring en halv millimeter i sekundet. Det vil ændre dens rotationsperiode med en stor nok mængde til, at jordbaserede teleskoper vil opdage det. Det vil også efterlade et krater i overfladen, omkring 20 m (66 fod) bred.

Selvom DART vil blive ødelagt, når den rammer, ESA planlægger en opfølgningsmission. Det hedder Hera, og det er planlagt til at lancere i 2024, og til at ankomme i 2027. Hera vil ikke kun undersøge effekten af ​​DARTs påvirkning, men vil bære en række instrumenter til at lære mere om binære asteroider, og det indre af asteroiden.