Iónový motor

náhľad|elektrostatický iónový pohon

Iónový motor alebo iónový pohon () je reaktívny motor, ktorý vytvára ťah urýchľovaním a vystreľovaním iónov v protismere zamýšľaného zrýchlenia, za pomoci elektrickej energie. Pre nízky dosahovaný ťah pohonu a teda mimoriadne nízke dosahované zrýchlenia, má obmedzenú špecifickú oblasť použitia. Používa sa najmä pre nepilotované dlhodobé kozmické misie a na dosahovanie vysokých kozmických rýchlostí. Iónové motory dosahujú extrémne vysokú výtokovú rýchlosť paliva, čím dosahujú vysoký špecifický impulz, čo je ich hlavnou výhodou.

 Všeobecný princíp funkcie 
náhľad|ABEP, koncept iónového motora využívajúceho vysokú atmosféru.
Iónový motor väčšinou používa pracovnú látku, ktorá sa ľahko skladuje, ľahko ionizuje a podľa možnosti minimálne opotrebováva vlastný motor. Existujú však aj moderné koncepcie (napr. ABEP), využívajúce na pohon zozbierané ióny z vysokej atmosféry vo výškach 2001000 km nad povrchom Zeme. Takýto koncept funguje podobne ako Bussardov náporový motor, len miesto fúzneho reaktora sú ióny urýchľované konvenčným spôsobom.
Ióny sa vhodným spôsobom ionizujú, napríklad tepelne, alebo mikrovlnne.
Pre ionizáciu a urýchlenie iónov je potrebný výkonný elektrický zdroj. Spravidla sa používajú solárne panely, alebo rádioizotopový termoelektrický generátor. Uvažujú sa tiež koncepty z jadrovým reaktorom, fúznym reaktorom, alebo s premenou tepelenej energie Slnka, či laseru pomocou stirlingovho motora.
Následne sú ióny vhodným spôsobom urýchlené, najčastejšie:
 elektrostaticky
 hallovou silou  
 magnetoplazmatickým motorom
na záver sú vystreľované ióny často neutralizované elektrónovým delom, ktoré vstrekuje prebytočné elektróny do vyfukovaného iónového plynu.

 Základné typy iónových pohonov 
náhľad|Pohon využívajúci Hallov efekt
náhľad|Sonda Hayabusa2 s iónovým pohonom
Základné typy iónových pohonov delíme na:
 Elektrostatické pohony
 Iónový motor s vysokonapäťovou urýchľovacou mriežkou  
 Iónový motor s Hallovým efektom
 FEEP pohony
 Elektromagnetické (plazmové)
 Pulzné plazmové pohony (PPT)
 Magnetoplazmadynamické pohony
 Plazmové pohony bez elektródy
 Magnetoplazmatický pohon s elektrotermálnym vysokofrekvenčným ohrevom, s variabilným špecifickým impulzom (VASIMR)
 Mikrovlnný elektrotermálny pohon

 Základné rovnice iónových pohonov 
Za najzákladnejšie rovnice pre iónový pohon považujeme ťah a špecifický impulz, teda výtokovú rýchlosť iónov.Základy elektrických pohonov, 

Ťah iónového pohonu môžme vypočítať z výkonu motora a špecifického impulzu:

Kde:
 F je ťah motora v N,
 η je účinnosť pohonu
 P je elektrický výkon vo W, 
 Isp je špecifický impulz v sekundách  (prevod: napr. Isp=332 s je 3320 m/s)
 g je  8,91 ms-2

Za ideálných podmienok je kladným iónom udelená rýchlosť:

 Príklady použitia iónových motorov 
+ Príklady použitia iónových motorov Iónový motor  Pohonná látka  Napájanie (kW)  Isp (m/s)  Ťah (mN)  Hmotnosť pohonu (kg)  Satelit  Cieľ satelitu NSTARIontový motor NSTAR, NEXT,   	Xenón  2,3  33 000  92  8,33  Deep Space 1  Dawn  Prelet okolo asteroidu 9969 Braille  Sonda k planetkám  Vesta a Ceres. NEXT Xenón  6,9  41 000  236  13,5  DART mission  Test protimeteorickej obrany Zeme  impaktný cieľ 65803 Didymos X3Iónový motor X3,   Xenón, al. Kryptón  102  26 000 5400  230        AEPSPokročilé elektrické pohony,    Xenón  13,3  29 000 600  25  PPE modul   Výstavba lunárnej orbitálnej stanice Lunar Gateway ECRHayabusa Asteroid Explorer Powered by Ion Engines,ttp://electricrocket.org/IEPC/IEPC-2009-267.pdf Xenón  0,25  30 000  8  59  Hajabusa (4x ECR)  Pristátie a návrat vzorkyasteroid 25143 Itokawa 

 Referencie 

 Pozri aj 

 Raketový motor
 Bussardov náporový motor

Kategória:Raketové motory