Jóddal hajtott műholdaké lehet a jövő

A legtöbb műhold jelenleg xenonhajtómű segítségével módosít pályát, vagy kerüli el az ütközéseket (amire egyre gyakrabban van szükség), viszont ez a gáz rendkívül drága, így ideje volt alternatívát keresni rá. Nagyon úgy fest, hogy a jód lesz a megoldás – írja a Nature nyomán a NewScientist.

Az első sikeres kísérletet már végrehajtották, és kiderült, hogy a jóddal táplált elektromos meghajtás nemcsak olcsóbb, hanem hatékonyabb is, mint a jól bevált xenon. Az új megoldás átalakíthatja a jövő űrmisszióit, hiszen a hajtóanyagot – az orbitális csúcsforgalom miatt – egyre nagyobb mennyiségben porlasztják a Föld körül keringő objektumok.

A műholdak elektromos hajtóműveit működtető xenon ritka, és nagyon drága az előállítása, ráadásul csak nagy nyomáson lehet tárolni, ami speciális kialakítást igényel. A jód atomtömege ugyanakkor hasonló, viszont sokkal könnyebben és olcsóbban elérhető, miközben nyomásmentes környezetben is szállítható, ami leegyszerűsíti a jövő műholdjainak tervezését.

A francia ThrustMe űripari vállalat paradigmaváltó rendszere szilárd halmazállapotban tárolja a jódot, és melegítéssel alakítja gázzá. A szublimáció után villámgyors elektronokkal kezdik bombázni a felhőt, így jódionból és szabad elektronokból álló plazma keletkezik. Az elegy negatív töltésű eszközzel érintkezve felszabadítja a pozitív töltésű jódionokat, amelyeket a kifúvókba terelnek, hogy a megfelelő irányba lökjék a műholdat.

Az első teszteket egy húsz kilogramm tömegű, 480 kilométeres magasságban keringő CubeSat szatelliten hajtották végre, és összesen 11 manővert sikerült abszolválniuk. A próba során kiderült, hogy a jódmeghajtás mind a bekerülési költséget, mind pedig a hatékonyságot tekintve túlszárnyalja a xenont, vagyis tényleg a jövő fontos üzemanyaga lehet.

„Ha fenntartható űrkutatást szeretnénk folytatni, akkor nem termelhetünk annyi űrszemetet, mint napjainkban”, szögezte le Dmytro Rafalskyi, a ThrustMe szakértője. „Minden egyes műholdra olyan meghajtórendszert kell telepíteni, amivel visszatérhetnek a Földre, ahelyett, hogy a végtelenségig orbitális pályán maradnának.”

A jód használata ígéretes felfedezés, de az alkalmazásához még le kell küzdeni egy kritikusan fontos akadályt, nevezetesen azt, hogy a legtöbb fémmel kémiai reakcióba lép. A tudósok egy kerámia és polimer anyagú belső burkolat fejlesztésébe fogtak, hogy megóvják a rendszert az idő előtti korróziótól. A szublimációs folyamaton pedig gyorsítani kell, hiszen a fentebb írt plazma jelenleg tíz perc alatt jön létre, ami túl sok ahhoz, hogy egy vészhelyzetre – például egy ütközés megakadályozására – időben tudjon reagálni a földi irányítás.

Gábor János, NEW technology