Електрическите двигатели за космически кораби може скоро да направят голям скок благодарение на нов суперкомпютър
Електрическите мотори се употребяват все по-често в галактическите задачи и в последна сметка биха могли да заменят моторите, употребяващи химически ракети.
Космическите кораби, задвижвани с електрическо задвижване, скоро ще могат да бъдат по-добре предпазени от личните си изгорели газове с помощта на нови суперкомпютърни симулации.
Електрическото задвижване е по-ефективна опция на обичайните химически ракети и се употребява все по-често в галактическите задачи, като се стартира с прототипи на Deep Space 1 на НАСА и SMART-1 на Европейската галактическа организация надлежно през 1998 година и 2003 година, а след това откри приложение във водещи научни задачи като задачите Dawn и Psyche на НАСА до астероидния пояс. Съществуват даже проекти за потребление на електрически мотори в галактическата станция Lunar Gateway на НАСА.
Идеята на електрическото задвижване се състои в това, че електрическият ток йонизира (т.е. отстранява електрон от) атомите на безпристрастен газ, като ксенон или криптон, съхранявани на борда на галактическия транспортен съд. Процесът на йонизация води до формиране на облак от йони и електрони. След това на правилото, наименуван резултат на Хол, се основава електрическо поле, което форсира йоните и електроните и ги трансформира в присъщ наследник шлейф, който излиза от галактическия транспортен съд със скорост над 60 000 км/ч (37 000 м/ч). Затова електрическата задвижваща система се назовава още йонен мотор.
Според третия закон за придвижването на сър Исак Нютон всяко деяние има равно и противоположно противопоставяне. В този смисъл потокът от йони, излизащ от галактическия транспортен съд, основава двигателна сила. Набирането на инерция обаче лишава известно време, защото, макар че се движи с висока скорост, йонният дирек е много дребен. Генерираният подтик не е толкоз мощен, колкото при химическите ракети, само че йонните мотори се нуждаят от по-малко гориво и затова от по-малка маса, което понижава разноските за изстрелване, а йонните мотори не изразходват цялото си гориво толкоз бързо, колкото химическите ракети.

Енергията за електромагнитните полета постоянно се обезпечава от слънчеви акумулатори, заради което технологията от време на време се назовава слънчево електрическо задвижване. Но за задачи, които са по-далеч от слънцето, където слънчевата светлина е по-слаба, за задвижване на електрическите мотори може да се употребява и нуклеарна сила под формата на радиоизотопни термоелектрически генератори (RTG).
Въпреки че електрическото задвижване към този момент се развива и се употребява в разнообразни задачи, то към момента не е изцяло приключена технология. Един от проблемите по-конкретно е, че йонният шлейф може да повреди галактическия транспортен съд. Въпреки че шлейфът е ориентиран настрана от сондата, електроните в шлейфа могат да се пренасочат, да се движат против посоката на придвижване на шлейфа и да ударят галактическия транспортен съд, повреждайки слънчевите акумулатори, информационните антени и всички други открити съставни елементи. Достатъчно е да се каже, че това по никакъв начин не е добре за сондата.
„ За задачи, които могат да продължат с години, моторите [с електрическо задвижване] би трябвало да работят безпрепятствено и непрекъснато през дълги интервали от време “, споделя в изказване Чен Куи от Школата за инженерни и приложни науки към Университета на Вирджиния.
Преди да се вкарат решения за отбрана на галактическия транспортен съд от тези назад разпръснати електрони, първо би трябвало да се разбере тяхното държание в потока от йонни мотори, където се намесват Куи и Джоузеф Уанг от Университета на Южна Калифорния. Те са направили суперкомпютърни симулации на отработените газове от йонен мотор, като са моделирали термодинамичното държание на електроните и по какъв начин те въздействат върху общите характерности на шлейфа.
„ Тези частици може да са дребни, само че тяхното придвижване и сила играят значима роля в определянето на макроскопичната динамичност на шлейфа, изпускан от електрическия мотор “, споделя Куи.

Това, което Куи и Уанг откриват, е, че електроните в шлейфа се държат по друг метод според от температурата и скоростта им.
„ Електроните наподобяват на топчета, събрани в тръба “, споделя Куи. „ Вътре в лъча електроните са горещи и се движат бързо. Температурата им не се трансформира доста, в случай че се движим по посока на лъча. Ако обаче „ топчетата “ се изтъркалят от средата на тръбата, те стартират да се охлаждат. Това изстудяване се случва по-скоро в една съответна посока – посоката, перпендикулярна на посоката на лъча. “
С други думи, електроните в сърцевината на лъча, които се движат най-бързо, имат повече или по-малко непрекъсната температура, само че тези от външната страна се охлаждат по-бързо, забавят се и се движат отвън лъча, като евентуално могат да бъдат назад разпратени и да ударят галактическия транспортен съд.
Сега, когато учените схващат по-добре държанието на електроните в йонния шлейф, те могат да го включат в плановете на бъдещите електрически мотори, търсейки способи за ограничение на противоположното разпространяване или може би за по-голямо ограничение на електроните в ядрото на лъча. В последна сметка това би могло да помогне на задачите, задвижвани от електрически мотори, да летят по-далеч и по-дълго, тласкани от нежния наследник лъх на йонния шлейф.
Надеждите са, че новият особено програмиран суперкомпютър доста ще усъвършенства тази технология и ще станем очевидци на доста усъвършенствани йонни електрически мотори за галактическите кораби.

