У марсианского дрона «Индженьюити» может появиться интересный конкурент. Инженеры Массачусетского технологического института (MIT) разработали концепцию парящего ровера, который мог бы исследовать Луну с использованием ее естественного поверхностного заряда. Из-за отсутствия атмосферы, спутник Земли и другие безвоздушные тела, такие как астероиды, могут создавать электрическое поле за счет прямого воздействия солнца и окружающей плазмы. На Луне поверхностный заряд достаточно силен, чтобы поднимать пыль на высоту свыше 1 метра. Так же волосы встают дыбом под воздействием статического электричества.
Инженеры NASA и других организаций предложили использовать этот естественный поверхностный заряд для левитации планера с крыльями, сделанными из майлара
Майлар — торговая марка компании DuPont для пленки на основе синтетического полиэфирного волокна.. Он обладает таким же зарядом, как и поверхности безвоздушных тел. А одинаково заряженные поверхности должны отталкиваться друг от друга. И планер мог бы оторваться от земли.
«С левитирующим ровером не нужно беспокоиться о колесах или движущихся частях», — отметил Пауло Лозано, профессор аэронавтики и астронавтики, директор Лаборатории космического движения Массачусетского технологического института.
Однако такая конструкция подходит для небольших астероидов. На крупных телах слишком сильна гравитация. А левитирующий аппарат команды Массачусетского технологического института потенциально может обойти это ограничение за счет крошечных ионных двигателей. В них небольшие микроструктурные форсунки соединены с резервуаром, содержащим ионную жидкость в виде расплавленной соли. При получении напряжения ионы заряжаются и излучаются в виде пучка через сопла.
Моделирование показало, что левитирующий аппарат весом около 900 граммов сможет подняться на высоту 1 сантиметра над землей на большом астероиде, таком как Психея, с использованием 10-киловольтного ионного источника. А на Луне ему бы потребовался источник на 50 киловольт.
Исследователи изготовили небольшой шестиугольный испытательный аппарат весом около 60 граммов и размером с человеческую ладонь. Они установили один ионный двигатель сверху, и четыре — внизу, а затем разместили планер над алюминиевой поверхностью с помощью двух пружин, откалиброванных для противодействия гравитационной силе Земли. Вся установка была помещена в вакуумную камеру. А к пружинам подвесили вольфрамовый стержень, чтобы измерить силу, создаваемую двигателями при каждом запуске. Экспериментальные результаты подтвердили расчеты модели инженеров. Но неизвестно, как испускаемые ионы будут вести себя на большей высоте.
В 2018 году ученые MIT построили и успешно испытали летательный аппарат с ионным двигателем. Потребляя 500 ватт мощности, установка выдавала тягу около 306 граммов-силы. На выходе формировалось напряжение в 40 киловольт.
Neumann Drive – ионный двигатель, работающий на космическом мусоре
