Forskere fra European Space Agency tester det de beskriver som den minste, men mest presist kontrollerbare motoren noensinne er bygget for verdensrommet. Når en måler 10 centimeter (4 tommer) på tvers og gjør en svak blå glød mens den går, produserer Field Emission Electric Propulsion, eller FEEP, motoren et gjennomsnittlig skyvkraft som tilsvarer kraften til et fallende hår. Men drivkraftområdet og kontrollerbarheten er langt overlegen enn kraftigere thrustere, og vil være viktig for et fremtidig romoppdrag som skal teste Einsteins generelle relativitetsteori.
"De fleste fremdriftssystemer brukes for å få et kjøretøy fra A til B," forklarte Davide Nicolini fra byråets avdeling for vitenskapelige prosjekter, med ansvar for motorforskningen. "Men med FEEP er målet å opprettholde et romfartøy i en fast stilling, og kompensere for selv de minste kreftene som forstyrrer det, til en nøyaktighet som ingen annen motordesign kan matche."
Å se hvordan gjenstander oppfører seg når de skilles fra alle påvirkninger utenfor er en lang tids ambisjon fra fysikere, men det kan ikke gjøres innenfor jordas tyngdekraftfelt. Så et oppdrag det neste tiåret kalt LISA Pathfinder (Laser Interferometer Space Antenna) vil fly 1,5 millioner km (900 000 miles) til et av Lagrangian-punktene, L-1. Der avlyser Solens og Jordens gravitasjoner hverandre, slik at oppførselen til et par frittflytende testobjekter kan overvåkes nøyaktig.
Men for å fjerne eksperimentet fullstendig fra resten av universet vil det fortsatt være noen gjenværende per-turbasjoner å overvinne, spesielt det svake, men kontinuerlige trykket fra sollyset selv. Det er der FEEP kommer inn. Den fungerer på samme grunnleggende prinsipp som andre ionemotorer som er fløyet ombord ESAs SMART-1 Moon-oppdrag og annet romfartøy: bruken av et elektrisk felt tjener til å akselerere elektrisk ladede atomer (kjent som ioner), og produserer skyvekraft .
Men mens drivkraften fra andre ionemotorer måles i millinewt, blir FEEPs ytelse vurdert i form av mikronton - en enhet tusen ganger mindre. Motoren har et skyveområde på 0,1 - 150 mikron, med en oppløsningsevne som er bedre enn 0,1 mikron, i en tidsrespons på en femtedel av et sekund (190 millisekunder) eller bedre.
Motoren bruker flytende metallcesium som drivmiddel. Gjennom kapillærvirkning - et fenomen assosiert med overflatespenning - strømmer cesium mellom et par metalloverflater som ender i en sylskarp spalte. Cesium forblir ved munningen av spalten til det genereres et elektrisk felt. Dette fører til at det dannes små kjegler i det flytende metallet som har ladet atomer som skyter fra tipsene for å skape skyvekraft.
Tolv thrustere vil bli brukt til LISA Pathfinder. Ved å arbeide sammen med et annet fremdriftssystem designet av NASA, bør skyvemaskinene gi retningsstyring minst 100 ganger mer nøyaktig enn noe romfartøy før; ned til en milliondel millimeter.
LISA involverer tre satellitter med opptil fem millioner km (3 millioner miles) fra hverandre og koblet sammen med lasere, som kretser rundt solen. Målet er å oppdage krusninger i rom og tid kjent som gravitasjonsbølger, forutsagt av Einsteins teori om generell relativitet, men hittil uoppdaget. Bølgene ville føre til ørsmå variasjoner i avstanden målt mellom satellittene.
Motoren ble testet forrige måned, og når testene er analysert og konseptet er bevist, har FEEP-teknologien blitt øremerket til et bredt spekter av andre oppdrag, inkludert presisjonsdannelse som flyr for astronomi, jordobservasjon og drafrie satellitter for å kartlegge variasjoner i jordens tyngdekraft.
Kilde: ESA
