آموزشگاه تخصصی ریاضی ویژن
چند سال زمان لازم است تا به یک ستاره سفر کنیم؟ (پیشرانش یونی)

موتور یونی در حال حاضر کندترین نوع پیشرانش است، اما در عین حال بیشترین بهره‌وری سوخت را دارد. تا چند دهه پیش پیشرانش یونی موضوعی علمی-تخیلی تصور می‌شد. با این حال در سال‌های اخیر تکنولوژی موتورهای یونی راه زیادی را از تئوری تا عمل پیموده است.

برای مثال، ماموریت SMART-1 آژانس فضایی اروپا توانست با موفقیت پس از طی مسیر مارپیچ ۱۳ ماهه‌ای به ماه برسد.SMART-1 از انرژی الکتریکی به دست آمده از صفحات خورشیدی‌ خود برای فعال‌سازی پیشرانه‌های “اثر هال” استفاده می‌کرد.

تنها ۸۲ کیلوگرم سوخت زنون برای به حرکت درآوردن SMART-1 به سمت ماه استفاده شد. در پیشرانه‌ی به کار رفته در این ماموریت هر کیلوگرم سوخت زنون سرعت فضاپیما را ۴۵ متر بر ثانیه افزایش می‌داد. این نوع از پیشرانش بسیار کارآمد و بهینه است، اما به هیچ وجه سریع نیست.

یکی از اولین ماموریت‌هایی که از تکنولوژی موتور یونی استفاده کرد، ماموریت اعماق فضای ۱ (Deep Space 1) به دنباله‌دار بورلی در سال ۱۹۹۸ بود. در این ماموریت از یک موتور یونی با ۸۱.۵ کیلوگرم زنون به عنوان سوخت پیشرانه استفاده شد. بعد از ۲۰ ماه رانش، سفینه به سرعت ۵۶ هزار کیلومتر بر ساعت رسید.

پیشرانه‌های یونی از آنجایی که “رانش در واحد جرم” بسیار بیشتری دارند، از تکنولوژی موشکی اقتصادی‌تر هستند. اما زمان زیادی طول می‌کشد تا پیشرانه‌های یونی به سرعت‌های بالا برسند و علاوه بر آن حداکثر سرعت قابل دست‌یابی توسط آن‌ها به میزان دخیره‌ی سوخت و مقدار انرژی الکتریکی‌ که بتواند تولید کند بستگی دارد.

پس در صورتی که برای سفر به پروکسیما قنطورس از پیشرانش یونی استفاده کنیم، پیشرانه‌ها به منبع عظیمی برای تولید انرژی (مانند انرژی هسته‌ای) و مقادیر زیادی سوخت احتیاج دارد (هرچند این میزان سوخت هنوز هم بسیار کمتر از میزان مورد نیاز برای تکنولوژی موشکی است).

بر اساس فرض تبدیل ۸۱.۵ کیلوگرم سوخت زنون به سرعت ۵۶ هزار کیلومتر بر ساعت می‌توان محاسباتی انجام داد: با سرعت ۵۶ هزار کیلومتر بر ساعت، ۸۱ هزار سال طول خواهد کشید تا فاصله‌ی ۴.۲۴ سال نوری بین زمین و پروکسیما قنطورس را طی کنیم.

برای اینکه درک بهتری از این اعداد داشته باشید، چنین سفری ۲۷۰۰ نسل از انسان‌ها زمان خواهد برد. می‌توان نتیجه گرفت که موتور یونی برای سفرهای سرنشین‌دار بین ستاره‌ای بسیار کند است. اما اگر پیشرانه‌های یونیِ بزرگتر و قوی‌تری ساخته شوند و فضاپیما بتواند سوخت کافی برای روشن نگه داشتن موتور در طول کل مسیر با خود حمل کند، زمان سفر به شدت کاهش خواهد یافت؛ هرچند همچنان بیشتر از طول عمر انسان خواهد بود.

 

مطالب مرتبط :
پیشرانشیونیدرسفربهستارههاچگونهمیتوانبهستارههاسفرکردتکنولوژیموجودبرایسفربهستارهها

  • تکمیل کلیه کادرها الزامی است .
  • مجاز به استفاده از کدهای HTML نمیباشد .
  • حاصل جمع یا تفریق عبارت قرمز رنگ را در کادر کد امنیتی وارد نمایید .
نام *
ایمیل *
پیام *
حداکثر 1000 حرف
 
کد امنیتی *۷۶ + ۹ =
 
VISION