Elektrický pohon nasávající vzduch. Kredit: ESA/Sitael.

Létat do vesmíru je fajn. Ale kosmické sondy potřebují pořádný pohon. Na těch stávajících je hodně co vylepšovat. Státní i soukromé týmy vyvíjejí nové typy pohonů pro sondy a slaví s nimi první úspěchy. Jeden takový teď, jako první na světě, spustila evropská kosmická agentura ESA.

Louis Walpot. Kredit: TU Delft.

Tým ESA postavil a spustil elektrický pohon pro sondy, který nasává molekuly řídkého vzduchu na oběžné dráze a používá je jako palivo (anglicky air-breathing electric propulsion). S takovým pohonem by mohly satelity na nízkých oběžných drahách Země kroužit celé roky. Evropská sonda GOCE (Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer), která před pár lety mapovala gravitační pole Země, obíhala po dráze ve výšce 250 kilometrů přes pět let díky elektrickému pohonu na xenon. Když sondě došlo 40 kg xenonu, tak byla mise u konce.

Nový pohon ESA ale nahrazuje palivo, které by muselo být na palubě sondy, za molekuly z atmosféry. Díky tomu by mohla vzniknout celá nová třída satelitů, které budou operovat na nízkých oběžných drahách po dlouhou dobu. Podobný typ pohonu by mohly také využívat i meziplanetární sondy, které budou obíhat v atmosféře jiných planet, například v řídké atmosféře Marsu, tvořené především oxidem uhličitým.

Schéma elektrického pohonu nasávajícího vzduch. Kredit: ESA/A. DiGiacomo.

Louis Walpot z týmu ESA a jeho kolegové vytvořili pohon, který by měl fungovat ve výšce asi 200 km nad zemským povrchem a poskytovat sondám rychlost kolem 7,8 kilometrů za sekundu. Nový pohon vyvinuli a otestovali v italské společnosti Sitael. Ve vakuové komoře tam simulovali podmínky, jaké panují v prostředí 200 km nad Zemí.

Budoucí satelit na nízké oběžné dráze s novým pohonem. Kredit: ESA/A. DiGiacomo.

Elektrický pohon nasávající vzduch je výtečný tím, že neobsahuje žádné ventily nebo podobné komplikované součástky. Je jednoduchý a funguje pasivně. Ke svému provozu potřebuje jedině zdroj energie pro cívky a elektrody.
Vědci a inženýři použili počítačové simulace, s nimiž modelovali chování částic za různých podmínek. Pak pohon postupně testovali, nejprve s vháněným xenonem, pak se směsí xenonu a vzduchu a nakonec pohon opakovaně spouštěli už jen pouze se vzduchem. Elektrický pohon nasávající vzduch obstál a prokázal, že může fungovat. Teď budou inženýři pracovat na jeho dalším vývoji a jednoho dne ho pošlou na oběžnou dráhu.

Literatura
ESA 5. března 2018, Wikipedia (Air-Breathing Electric Propulsion).