أبعاد خفية في الدفع الكهربائي بالانبعاث الحقلي

الدفع الكهربائي بالانبعاث الحقلي ( FEEP ) هو مفهوم متطور للدفع الكهروستاتيكي في الفضاء. هو شكل من أشكال دافع أيونات كهربائي ، يستخدم معدنًا سائلًا كوقود دافع - عادةً ما يكون السيزيوم أو الإنديوم أو الزئبق .

يتكون جهاز الدفع الكهربائي بالانبغاث الحقلي FEEP من قطب باعث وقطب مسرّع. فرق جهد من أكبر من 10 كيلو فولط يُطبَّق جهد كهربائي بين المعدنين، مما يُولِّد مجالًا كهربائيًا قويًا عند طرف سطح المعدن. ويؤدي التفاعل بين القوة الكهربائية والتوتر السطحي للمعدن السائل إلى عدم استقرار السطح، مما يُنتج مخاريط تايلور على سطح السائل. عند قيم عالية كافية للمجال المُطبَّق، تُستخلص الأيونات من طرف المخروط عن طريق التبخر الحقلي أو آليات مماثلة، ثم تُسرَّع كهربائيًا إلى سرعات عالية - عادةً سرعة 100 كم/ث أو أكثر. على الرغم من أن سرعة انبعاث الأيونات عالية، إلا أن كتلتها منخفضة للغاية، مما ينتج عنه قوى تسارع ضعيفة جدًا. وتكمن فائدتها في أنها تولّد تسارعا مستمرا على مدى فترات زمنية طويلة.

نظراً لانخفاض قوة دفعها (في نطاق الميكرونيوتن (μN) إلى الميلي نيوتن (mN)، تُستخدم محركات الدفع الكهربائي للأيونات بشكل أساسي للتحكم في وضعية المركبات الفضائية بدقة ميكروراديان وقوة ميكرونيوتن، كما هو الحال في مركبة LISA Pathfinder العلمية التابعة لوكالة الفضاء الأوروبية ووكالة ناسا. كان من المقرر أيضاً تركيب محرك الدفع FEEP على مركبة Gravity Field and Steady-State Ocean Circulation Explorer الفضائية، ولكن تم استخدام محرك الدفع الأيوني الشبكي بدلاً منه. أول محرك دفع كهربائي بالانبعاث الحقلي تم تشغيله في الفضاء كان محرك IFM Nano Thruster، الذي تم تشغيله بنجاح في مدار أرضي منخفض عام 2018.

قراءة المقال الكامل على ويكيبيديا ←