Forskere fra Det Europæiske Rumorganisation tester, hvad de beskriver som den mindste, men alligevel mest præcise styrbare motor nogensinde bygget til rummet. Ved at måle 10 centimeter (4 tommer) på tværs og gøre en svag blå glød, mens den kører, producerer feltemission elektrisk fremdrift, eller FEEP, motoren et gennemsnitligt tryk svarende til kraften i et faldende hår. Men dens drivkraftområde og kontrolbarhed er langt bedre end mere kraftfulde thrustere, og vil være vigtig for en fremtidig rummission, der tester Einsteins generelle relativitetsteori.
”De fleste fremdrivningssystemer anvendes til at få et køretøj fra A til B,” forklarede Davide Nicolini fra agenturets videnskabelige projekter, som er ansvarlig for motorundersøgelsen. ”Men med FEEP er målet at opretholde et rumfartøj i en fast position og kompensere for selv de mindste kræfter, der forstyrrer det, til en nøjagtighed, som intet andet motordesign kan matche.”
At se, hvordan objekter opfører sig, når de adskilles fra alle påvirkninger udefra, er fysikernes lang ambition, men det kan ikke gøres inden for Jordens tyngdekraftfelt. Så en næste årti-mission kaldet LISA Pathfinder (Laserinterferometer Space Antenna) vil flyve 1,5 millioner km (900.000 miles) til et af Lagrangian-punkterne, L-1. Der annullerer Solens og Jordens tyngdekraft hinanden, så opførslen af et par fritflydende testobjekter kan overvåges nøjagtigt.
Men for at løsne eksperimentet fuldstændigt fra resten af universet vil der stadig være nogle resterende per-turbationer at overvinde, især det svage, men kontinuerlige tryk i selve sollys. Det er her FEEP kommer ind. Det fungerer på samme grundlæggende princip som andre ionmotorer, der er fløjet ombord på ESAs SMART-1 Moon-mission og andet rumfartøj: anvendelsen af et elektrisk felt tjener til at accelerere elektrisk ladede atomer (kendt som ioner) og producerer tryk .
Men mens drivkraften fra andre ionmotorer måles i millinewtons, vurderes FEEP's ydelse udtrykt som mikronewton - en enhed tusind gange mindre. Motoren har et trykområde på 0,1 - 150 mikronewt, med en opløsningsevne, der er bedre end 0,1 mikrontonton i et tidsrespons på en femtedel af et sekund (190 millisekunder) eller bedre.
Motoren bruger flydende metalcesium som drivmiddel. Gennem kapillærvirkning - et fænomen forbundet med overfladespænding - flyder cæsium mellem et par metaloverflader, der ender i en knivskarp spalte. Cesium forbliver ved mundingen af spalten, indtil der genereres et elektrisk felt. Dette får små kegler til at dannes i det flydende metal, der har ladet atomer skyder fra deres spids for at skabe tryk.
Tolv thrustere vil blive brugt til LISA Pathfinder. Arbejder sammen med et andet fremdrivningssystem designet af NASA, skal skyvehjulene give retningsstyring mindst 100 gange mere nøjagtig end noget rumfartøj før; ned til en milliondel af en millimeter.
LISA involverer tre satellitter på op til fem millioner km (tre millioner miles) fra hinanden og forbundet med lasere, der kredser rundt Solen. Målet er at opdage krusninger i rum og tid kendt som gravitationsbølger, der er forudsagt af Einsteins teori om generel relativitet, men hidtil uopdaget. Bølgerne ville forårsage små variationer i afstanden målt mellem satellitterne.
Motoren blev testet i sidste måned, og når testene er blevet analyseret og konceptet er bevist, er FEEP-teknologien øremærket til en lang række andre missioner, herunder præcisionsdannelse, der flyver til astronomi, jordobservation og trækfri satellitter til kortlægning af variationer i Jordens tyngdekraft.
Kilde: ESA
