المحرك الأيوني.. مميزاته ومعلومات عنه

تخيلوا لو أننا نستطيع الذهاب في رحلة فضائية بعيدة المدى؛ مثل الذهاب إلى المريخ مثلاً أو اكتشافِ أنحاء نظامنا الشمسي. ولكن هل سنحتاج إلى الكثير من الوقود في المركبة الفضائية؟ فالرحلات إلى هناك طويلة جداً. كلا يا أصدقائي؛ إذا استخدمنا المحرك الأيوني فلن تُعد هذه مشكلة أبداً.

المحرك الأيوني

لنبدأ بمعلومة أن المحرك الأيوني بالإنجليزي: Ion thruster. وهو نوع من المحركات التي تعتمد على الأشعة الأيونية، ويستخدم في مجموعة واسعة من المهمات مثل ما يلي:

• الحفاظ على مسارات الأقمار الصناعية في موقعها الصحيح.
• دفع المسابير والمركبات الفضائية في النظام الشمسي.

قارن بين المحرك الأيوني والصاروخ الكيميائي التقليدي؟

إن المحركات التقليدية تأخذ الوقود السائل وتقوم بحرقه في غرفة احتراق عند درجة حرارة عالية؛ ونتيجة لذلك يتولد لدينا غاز ذو طاقة حركية عالية يخرج من فتحة في أسفل الصاروخ، ويجعله يندفع بسرعة كبيرة إلى الأعلى.

أما في المحركات الأيونية فإنه بدلا من حرق الوقود نقوم بإعطاء غاز معين قليل من الشحنات الكهربائية ليتحول إلى أيونات، ثم نستخدم جهداً كهربائياً كبيراً لتسريع هذه الأيونات خلال الشبكة المعدنية. ثم نطلقها خارج المحرك، وبالتالي؛ تتحرك المركبة الفضائية بسرعة كبيرة جداً.

ومن المثير للاهتمام حول المحركات الأيونية أن المحرك يدفع المركبة الفضائية بنفس قوة دفعك لورقة ليدك وأنت مُمسك بها. ويتراكم تأثير هذا الدفع تدريجياً في حالة انعدام الجاذبية وانعدام الاحتكاك.

أي في بيئة الفضاء، لذلك يستخدم المحرك الأيوني في الفضاء وبخاصة في البعثات الفضائية طويل الأمد، ولا يستخدم لإرسال المركبات من الأرض إلى مداراتها خارج الكرة الأرضية، لأنه لا يملك العزم الكافي لذلك.

هل قامت أي مركبة فضائية باستخدام المحرك الأيوني؟

تم استخدام المحرك الأيوني في مسبار داون الفضائي، وهو المركبة الفضائية الأولى التي حلقت حول كويكبين؛ هما فيستا وسيريس في حزام الكويكبات بين المريخ والمشتري.

وقد قضت مركبة دوان 14 شهراً تدور حول كويكب فيستا الذي كان يظنه العلماء مجرد لطخة من الضوء تظهر أمام النجوم، وهذا ما لم يكن ممكنا دون تقنية الدفع الأيوني.

فالمحركات الأيونية تُعطينا قدرة على المناورات المدارية؛ أي أنه يمكن الدخول إلى مدار والمكوث فيه ثم الخروج منه والذهاب إلى وجهات أخرى لفعل الشيء نفسه.

مميزات المحرك الأيوني

المحركات الأيونية أكثر فعالية وكفاءة من المحركات الكيميائية، فبالدفع الأيوني يمكننا أن نصل إلى مسافة أبعد بحوالي 10 أضعاف باستخدام كمية الوقود ذاتها.

هل تعلمون أن الباحثين قد طوروا محرك دفع أيوني جديد سُمي ” إكس 3″ وحطم الأرقام القياسية في الاختبارات الأخيرة، ويبدو أنه بتجاوز بعض القيود فإن هذه التقنية ستساهم في نقل البشر إلى كوكب المريخ في المستقبل.