A BBC értesülései szerint a Qinetiq nevű védelmi és biztonsági cég kutatócsoportja Neil Wallace vezetésével egy óriási vákuumkamrában teszteli az ionhajtóművet. A kamrát 20 Kelvin (-253 Celsius) hőmérsékletűre hűtik, a nyomás pedig a légkör nyomásának milliomod részére esik vissza.

1. Az 1100 kilogrammos Goce űrhajó merev anyagokból épül fel, szárnyai napelempanelekből állnak. 2. A napcellák 1300 wattos teljesítménye biztosítja az energiaellátást a Nap felé eső oldal elemei működnek, míg az ellenkező irányba néző oldal kisugározza a hőt, hogy hűtse az űrhajót. 3. Az 5x1 méteres hajótesten uszonyra emlékeztető szárnyak szolgálják a stabilitást, ahogy a változó sűrűségű légrétegeken áthatol. 4. A Goce gyorsulásmérői akár a gravitáció 10 000 milliárdod részét is képesek érzékelni. 5. A brit fejlesztésű xenon-hajtómű 40 000 m/s sebességgel lövi ki magából az ionokat. 6. A begyűjtött adatokat a svédországi Kiruna földi bázisra továbbítja majd az űrhajó, ahonnan azok eljutnak az ESA olaszországi központjába. 7. GPS-antennák segítségével precízen meg tudják határozni a Föld gravitációs mezejének sajátosságait. © ESA

„A xenonpumpákat 20 Kelvinre hűtjük le” – magyarázta Wallace a BBC-nek adott interjújában. „Azok a gázatomok, amelyek hozzáérnek a falához, megfagynak. Miután a hajtóművek pár óráig üzemelnek, dérhez hasonló réteget lehet látni rajtuk – amely valójában fagyott levegő és xenon. A tesztelés során a hajtómű az ionokat a vákuumkamra másik vége felé lövi ki, amelyen egy grafit védőréteg található.”

Az ionok megközelítőleg 50 km/sec sebességgel lökődnek ki a hajtóműből.

„Amikor a xenonrészecskék beleütköznek a grafitfalba, atomokat szakítanak le a felszínéről” – magyarázta a szakember. „Úgy lehet elképzelni, mint amikor egy üveglapon homokfúvást végeznek, mi ugyanezt tesszük csupán atomi szinten.”

A Qinetiq által kifejlesztett, T5 jelzésű ion-hajtóművet először az Európai Űrügynökség (ESA) Goce nevű űrhajóján tesztelik majd, amely 2-300 kilométerrel a Föld felszíne felett repülve térképezi majd fel az apró változásokat bolygónk gravitációs mezejében.

A T5 motorja – amelynek pontos mása a Qinetiq tesztlaborjáan pihen – mindössze három kilogrammot nyom és nagyjából úgy néz ki, mint egy autó olajszűrője. Ennek ellenére 2-3 évtizednyi fejlesztés és több tízmillió font szükségeltetett ahhoz, hogy működőképes változata létrejöhessen. Jelentősége óriás, hiszen az ionhajtómű napelemek segítségével biztosítaná „üzemanyagellátását”. A kutatók szerint egy ilyen motorral akár a Naprendszer elhagyása is lehetséges lenne.

A Goce űrjármű tesztje során az ion hajtóművel egyelőre még csak az alacsony Föld körüli pályán mozgó test röppályáját korrigálják majd.

„A Goce mintegy 8,5 km/sec sebességgel halad majd” – fejtette ki Neil Wallace. „S az alacsony pálya miatt többször „beleütközik” a Föld atmoszférájának a tetejébe, ami miatt „göröngyös” lesz az útja. Ezt a rázkódást fogjuk kompenzálni az ion-motor segítségével.”

Korábban is használtak már ionhajtóműveket például az európai Smart-1 Hold-szonda esetében, illetve a NASA Deep Space űrszondáján, amely egy üstököst tanulmányozott közelebbről. Az ESA Merkúr-expedíciója során is ilyen motort használ majd automatizált űrhajóján.

A Qinetiq idén nyáron indítja el a Goce-t az orosz Pleszetszkben található űrkikötőből. Wallace szerint a kilövés valódi drámai esemény lesz.

„Amikor az ember tíz éven keresztül dolgozik egy ilyen küldetés előkészítésén, valóban a sajátjának érzi az elkészült szerkezetet” – fejtette ki a kutató. „Soha nem visszük ki a steril kamrából, a széltől is óvjuk, aztán amikor elkészül, akkor odaerősítjük 100 tonna éghető üzemanyag tetejére. Gyomorszorító érzés. Az igazán izgalmas rész azonban az, amikor az űrhajó megjelenik a horizonton és a földi irányítás végre látni fogja működés közben. Akkor derül ki, hogy az ionhajtóművek vajon tényleg megcsinálják-e azt, ami miatt létrehoztuk őket.”