Fanoušci hry Elite: Dangerous budou jistě hned v obraze, když se řekne, že satelity by mohly nabíráním atmosféry získávat palivo, ovšem v našem případě se to netýká atmosféry hvězd, ale naší planety.
Odměníme každého! Vyplňte komunitní průzkum a získejte luxusní ceny
Kdo jste, na čem a co hrajete, jaký obsah konzumujete a jaký vztah máte k AI? Věnujte nám pár minut a jako dárek za vyplnění získáte slevu na nákup a šanci získat také další luxusní ceny.
Satelity vypouštěné na nízkou orbitu, které se tak pohybují jen několik set kilometrů nad povrchem Země, mají pod sebou drtivou část atmosféry, ovšem i tak se nepohybují v naprostém vakuu. Molekuly vzduchu nalezneme i v takových výškách a ty ostatně způsobují postupnou ztrátu rychlosti obíhajícího tělesa, které bez vlastního pohonu nezadržitelně ztratí výšku a tím je ještě více urychlen jeho pád a zánik v atmosféře. To je ostatně z našeho pohledu jen dobře, neboť Země si tak sama dokáže čistit svou nízkou orbitu, ovšem pro provozovatele satelitů jde o problém.
Co kdyby ale šlo to málo materiálu využít? Tomu se právě věnují vývojáři konceptu Air-Scooping Electric Propulsion (ASEP), o němž se už mluví řadu let, ale nyní si znovu získal pozornost. Díky takové technologii by satelity mohly létat v nižších hladinách (kde je i více paliva) po delší dobu a kdyby byly novým pohonem vybavovány běžně, do velké míry by se tím řešil i problém s vesmírným smetím, neboť bez pohonu by satelit velice rychle zanikl. A krom toho, z nižší výšky je i snazší komunikace s kratším zpožděním.
Rostislav Spektor, který se v Aerospace zabývá výzkumem elektrických pohonů, tak ASEP označuje za Svatý grál, s čímž ale nebudou souhlasit zvláště astronomové, pro něž by níže letící satelity představovaly ještě viditelnější rušivé body na obloze.
Mluvíme zde tak o obdobě známých iontových motorů, v nichž je využit zdroj elektrické energie pro urychlení částic, a to nejčastěji nějakého inertního plynu, jako je xenon. Jde tak o slabý pohon, ovšem s výborným poměrem celkové práce vzhledem ke hmotnosti paliva, což by bylo zajímavé zvláště v případě, kdy by si takový pohon ani nemusel ono palivo nést s sebou.
Satelit vybavený pohonem ASEP by tak mohl dlouhodobě fungovat ve výšce 200 km i nižší, odkud by mohl bez pohonu spadnout do atmosféry během dní. Dle Spektora by byl použit prostě vzduch, který by satelit zepředu nasával a zezadu akcelerovaný zase vypouštěl s využitím solární energie, čili dle toho mluví o "nejzelenějším" možném pohonu.
Pohon ASEP, který by se dal nasadit v praxi, zatím neexistuje. Ovšem před čtyřmi lety japonská JAXA vyzkoušela v praxi satelit Tsubame, který s využitím iontového motoru na xenon vyzkoušel, v jaké výšce by mohl dlouhodobě setrvávat a dokázal přitom udržovat stálou výšku 167 km, čímž stanovil rekord zapsaný i v Guinessově knize. Z takové výšky by dokázal i přímo obsluhovat mobilní telefony. Tsubame také prakticky ukázal, že nízká výška oběhu je velice výhodná pro udržování čisté orbity, neboť v roce 2019 byl vypnut jeho pohon a satelit během několika dní spadl do atmosféry.
italský prototyp ASEP - firma Sitael
Co tedy brání nasazení motorů ASEP v praxi? Jde především o efektivitu a přesné vyladění. Motory musí být schopny pracovat v takové výšce, kde mají už dostatek vzduchu pro svou funkci, ale pokud se ocitnou níže, aerodynamický odpor už může překonat jejich výkon a satelit se nezadržitelně zřítí. Dále je tu problém spolehlivosti a výdrže spojený s oxidací, a tedy s korozí. Nicméně dle Spektora jde jen o inženýrské výzvy, čili o nic zásadního. V roce 2018 také dostala italská firma Sitael grant od ESA na vývoj prototypu, takže se možná časem dočkáme i prvního satelitu, který bude opravdu využívat nasbíraný vzduch pro svůj pohon.
