يختبر باحثون من وكالة الفضاء الأوروبية ما يصفونه بأنه أصغر محرك ، ولكن يمكن التحكم فيه بدقة على الإطلاق من أجل الفضاء. ينتج محرك الدفع الكهربائي للانبعاثات الميدانية (FEEP) ، الذي يبلغ طوله 10 سنتيمترات (4 بوصات) ويضفي توهجًا أزرق باهتًا أثناء تشغيله ، متوسط دفع يعادل قوة تساقط شعر واحد. لكن نطاق دفعها وإمكانية التحكم فيها أعلى بكثير من الدفعات القوية ، وستكون مهمة لمهمة فضائية مستقبلية ستختبر نظرية النسبية العامة لأينشتاين.
وأوضح دافيد نيكوليني ، من قسم المشاريع العلمية بالوكالة ، المسؤول عن أبحاث المحركات: "يتم استخدام معظم أنظمة الدفع للحصول على سيارة من أ إلى ب". "ولكن مع FEEP ، فإن الهدف هو الحفاظ على مركبة فضائية في وضع ثابت ، وتعويض حتى أصغر القوى التي تزعجها ، إلى دقة لا يمكن أن يتطابق معها أي تصميم محرك آخر."
إن مشاهدة كيفية تصرف الأشياء عند فصلها عن جميع التأثيرات الخارجية هو طموح طويل الأمد للفيزيائيين ، ولكن لا يمكن القيام بذلك في مجال جاذبية الأرض. لذا فإن مهمة العقد المقبل المسماة LISA Pathfinder (هوائي تداخل مقياس الليزر بالليزر) ستطير 1.5 مليون كيلومتر (900000 ميل) إلى إحدى نقاط لاغرانج ، L-1. هناك ، تلغي جاذبية الشمس والأرض بعضهما البعض ، بحيث يمكن مراقبة سلوك زوج من أجسام اختبار الطفو الحر بدقة.
ولكن لفصل التجربة بالكامل عن بقية الكون ، ستظل هناك بعض التكرارات المتبقية للتغلب عليها ، وعلى الأخص الضغط الطفيف ولكن المستمر لضوء الشمس نفسه. هذا هو المكان الذي تأتي فيه FEEP. تعمل على نفس المبدأ الأساسي الذي تعمل به المحركات الأيونية الأخرى على متن مهمة القمر SMART-1 القمر وغيرها من المركبات الفضائية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية: يعمل تطبيق المجال الكهربائي على تسريع الذرات المشحونة كهربائيًا (المعروفة باسم الأيونات) ، مما ينتج قوة دفع .
ولكن في حين يتم قياس فحوى المحركات الأيونية الأخرى بالمليونيوتونات ، يتم تقييم أداء FEEP من حيث ميكرونيوتون - وحدة أصغر ألف مرة. يحتوي المحرك على نطاق دفع يتراوح من 0.1 إلى 150 ميكرونيوتون ، مع إمكانية دقة أفضل من 0.1 ميكرونيوتون في استجابة زمنية تبلغ خمس الثانية (190 مللي ثانية) أو أفضل.
يستخدم المحرك السيزيوم المعدني السائل كوقود. من خلال العمل الشعري - ظاهرة مرتبطة بالتوتر السطحي - يتدفق السيزيوم بين زوج من الأسطح المعدنية التي تنتهي بفتحة حادة. يبقى السيزيوم عند فم الشق حتى يتم إنشاء مجال كهربائي. هذا يتسبب في تكوين مخاريط صغيرة في المعدن السائل الذي يشحن ذرات تطلق من أطرافها لخلق دفع.
سيتم استخدام اثني عشر دافعة لـ LISA Pathfinder. من خلال العمل مع نظام دفع آخر صممته وكالة ناسا ، يجب أن تعطي الدفعات تحكمًا اتجاهيًا أكثر دقة 100 مرة على الأقل من أي مركبة فضائية من قبل ؛ إلى المليون من الملليمتر.
تتضمن LISA ثلاثة أقمار صناعية يصل ارتفاعها إلى خمسة ملايين كيلومتر (ثلاثة ملايين ميل) وربطها بواسطة أشعة الليزر ، التي تدور حول الشمس. الهدف هو اكتشاف التموجات في المكان والزمان والمعروفة باسم موجات الجاذبية ، التي تنبأت بها نظرية النسبية العامة لآينشتاين ولكن لم يتم اكتشافها حتى الآن. ستتسبب الأمواج في اختلافات طفيفة في المسافة المقاسة بين الأقمار الصناعية.
تم اختبار المحرك الشهر الماضي ، وبمجرد تحليل الاختبارات وإثبات المفهوم ، تم تخصيص تقنية FEEP لمجموعة واسعة من المهام الأخرى ، بما في ذلك التشكيل الدقيق الذي يطير من أجل علم الفلك ، ومراقبة الأرض والأقمار الصناعية الخالية من السحب لرسم خرائط الاختلافات في جاذبية الأرض.
المصدر: وكالة الفضاء الأوروبية
