Çoğu gezegenler arası sondanın aksine, Dawn’a güç sağlayan bir kimyasal roket motoru değil, enerjisini güneşten alan nispeten ekonomik bir elektrikli iyon sürücüsü. Bu, özellikle uzun mesafeli uçuşlar için uygundur. Bu yenilikçi tahrik konsepti ilk kez 1998’de NASA’nın Borrelly kuyruklu yıldızına yönelik Derin Uzay 1 görevinde kullanıldı. 2004’te Avrupalılar kendi iyon sürücülerini Smart-1 ay sondasında başarıyla test ettiler. Her iki görev de elektrikli uzay tahrik sistemlerinin daha da geliştirilmesi için önemli teknik gösterilerdi.
İyon motorunda elektronlar, asal gaz ksenonu içeren bir manyetik alana fırlatılır. Bir ksenon atomuna çarpıldığında, negatif yüklü elektronlarından birini kaybeder ve pozitif yüklü bir iyon haline gelir. Ksenon iyonları, küçük bir geri tepme ile mevcut manyetik alan tarafından tahrik memesinden dışarı atılır. Ortaya çıkan itme gücü, bir kağıt yaprağının uzatılmış bir aya üzerine uyguladığı basınçtan daha büyük değildir; kimyasal roket motorlarına kıyasla küçük ama güçlüdür.
Az yakıtla uzağa gidin
Sır, iyon teknolojisinin dayanıklılığında yatmaktadır. Kimyasal iticiler sadece birkaç dakika tutuşup bu kısa sürede itme gücünü geliştirirken, elektrikli iticiler haftalarca hatta aylarca çalışabilir ve bir uzay aracının küçük artışlarla hızlanmasını sağlayabilir. Teorik olarak, en güçlü taşıyıcı roketlerin itiş gücü, gezegenler arası uzun bir yolculukta aşılabilir.
İyonla çalışan uzay gemilerinin dayanıklılığının anahtarı, düşük yakıt tüketimidir. Dawn, 24 saatlik ateşleme için yalnızca 250 gram ksenon kullanıyor. Görev sonunda iyon motor sadece 425 kilogram ksenon gazı kullanarak 50.000 saat çalışıyor olacak. Daha sonra her bir kilogram yakıt, geleneksel bir roket motorunda bir kilogram hidrojen ve oksijenin üretebileceğinden on kat daha fazla itme gücü üretti.
Daha şimdiden Vesta yolunda olan Dawn, gezegenler arası bir uzay aracının şimdiye kadar elde ettiği en büyük hız artışını elde etti. Ceres çevresindeki en düşük yörüngeye kadar tüm hızlanma ve yavaşlama manevralarını birleştiren Dawn’ın üç iyon iticisi, tüm yolculuk boyunca yaklaşık 2.000 günlük çalışma biriktirecek ve sondanın hızını saatte 38.620 kilometre değiştirecek – bu, geleneksel kimyasal itici teknolojisine kıyasla yakın. bir Amerikan Delta II roketinin itişi.
İyon motorunun tutumluluğu, Dawn için belirlenen bütçe dahilinde bir kimyasal motorla mümkün olmayacak zorlu bir gidişata izin veriyor. Uzay yolculuğu tarihinde ilk kez, sonda arka arkaya iki gök cisminin yörüngesine doğru yola çıkacak. Vesta ve daha sonra Ceres, başlangıçta sondayı birkaç bin kilometre uzaktaki bir yörüngeye yönlendirecek. Oradan, haftalar boyunca içe doğru bir sarmal üzerinde ateşlenen iyon tahriki ile hedef nesnesine yaklaşacaktır.
İyon motorunda elektronlar, asal gaz ksenonu içeren bir manyetik alana fırlatılır. Bir ksenon atomuna çarpıldığında, negatif yüklü elektronlarından birini kaybeder ve pozitif yüklü bir iyon haline gelir. Ksenon iyonları, küçük bir geri tepme ile mevcut manyetik alan tarafından tahrik memesinden dışarı atılır. Ortaya çıkan itme gücü, bir kağıt yaprağının uzatılmış bir aya üzerine uyguladığı basınçtan daha büyük değildir; kimyasal roket motorlarına kıyasla küçük ama güçlüdür.
Az yakıtla uzağa gidin
Sır, iyon teknolojisinin dayanıklılığında yatmaktadır. Kimyasal iticiler sadece birkaç dakika tutuşup bu kısa sürede itme gücünü geliştirirken, elektrikli iticiler haftalarca hatta aylarca çalışabilir ve bir uzay aracının küçük artışlarla hızlanmasını sağlayabilir. Teorik olarak, en güçlü taşıyıcı roketlerin itiş gücü, gezegenler arası uzun bir yolculukta aşılabilir.
İyonla çalışan uzay gemilerinin dayanıklılığının anahtarı, düşük yakıt tüketimidir. Dawn, 24 saatlik ateşleme için yalnızca 250 gram ksenon kullanıyor. Görev sonunda iyon motor sadece 425 kilogram ksenon gazı kullanarak 50.000 saat çalışıyor olacak. Daha sonra her bir kilogram yakıt, geleneksel bir roket motorunda bir kilogram hidrojen ve oksijenin üretebileceğinden on kat daha fazla itme gücü üretti.
Daha şimdiden Vesta yolunda olan Dawn, gezegenler arası bir uzay aracının şimdiye kadar elde ettiği en büyük hız artışını elde etti. Ceres çevresindeki en düşük yörüngeye kadar tüm hızlanma ve yavaşlama manevralarını birleştiren Dawn’ın üç iyon iticisi, tüm yolculuk boyunca yaklaşık 2.000 günlük çalışma biriktirecek ve sondanın hızını saatte 38.620 kilometre değiştirecek – bu, geleneksel kimyasal itici teknolojisine kıyasla yakın. bir Amerikan Delta II roketinin itişi.
İyon motorunun tutumluluğu, Dawn için belirlenen bütçe dahilinde bir kimyasal motorla mümkün olmayacak zorlu bir gidişata izin veriyor. Uzay yolculuğu tarihinde ilk kez, sonda arka arkaya iki gök cisminin yörüngesine doğru yola çıkacak. Vesta ve daha sonra Ceres, başlangıçta sondayı birkaç bin kilometre uzaktaki bir yörüngeye yönlendirecek. Oradan, haftalar boyunca içe doğru bir sarmal üzerinde ateşlenen iyon tahriki ile hedef nesnesine yaklaşacaktır.