یک تیم تحقیقاتی به رهبری دانشگاه بولونیا به ساخت سیستمی برای پرتاب فضاپیما نزدیک شده‌اند که از آب به عنوان سوخت استفاده می‌کند.
فابریزیو پونتی که این ابتکار را هدایت کرده، گفت: «با این پروژه، ما می‌خواهیم گامی قاطع به سمت استانداردسازی فناوری‌های پیشرفته برای کاهش اثرات زیست‌محیطی مأموریت‌های فضایی و استفاده از منابع موجود در فضا برداریم».
روش جدید به نام رانشگرهای الکتریکی مبتنی بر آب (WET) قصد دارد روشی برای تبدیل آب به پلاسما، حالتی بسیار گرم از مواد، توسعه دهد تا نیروی پیشرانه ایجاد کند.
تیم تحقیقاتی توضیح داد: «پروژه WET که در آزمایشگاه پیشرانه آلما، در پردیس آلما ماتر در فورلی برگزار می‌شود، قصد دارد از آب به عنوان یک پیشران برای رانشگرهای فضایی استفاده کند، با تبدیل آن به پلاسما و استفاده از انرژی الکتریکی تولید شده برای ایجاد نیروی محرکه جنبشی».
تبدیل آب به پلاسما
سیستم WET بر اصول رانش الکتریکی کار می‌کند، جایی که از انرژی الکتریکی برای شتاب دادن و بارگذاری ذرات استفاده می‌شود تا نیروی محرکه ایجاد شود.
فرآیند شامل تبدیل اولیه آب به حالت گازی و سپس یونیزه کردن آن برای ایجاد پلاسما، حالتی پرانرژی از ماده که شامل الکترون‌ها و یون‌های آزاد است، می‌باشد. سپس این پلاسما از طریق یک میدان الکتریکی شتاب می‌گیرد و نیروی محرکه تولید می‌کند.
تیم ایجاد کرد: «گروه تحقیقاتی فرآیندهای بنیادی که تشکیل و رفتار پلاسما تولید شده از آب را تنظیم می‌کند را مطالعه خواهد کرد تا یک رانشگر الکتریکی طراحی کند که قادر باشد وسایل فضایی را به جلو براند»
این روش نسبت به راکت‌های شیمیایی متداول مزایای قابل توجهی دارد. اولاً آب یک منبع به آسانی در دسترس و فراوان است که پتانسیل دستیابی از اجسام آسمانی مثل ماه یا سیارک‌ها را دارد.
این امر امکان سوخت‌گیری در فضا را باز می‌کند، نیاز به حمل مقدار زیادی سوخت از زمین کاهش می‌یابد و مأموریت‌های طولانی‌تر و پیچیده‌تری ممکن می‌شوند.
ثانیاً، رانش مبتنی بر آب بسیار بیشتر از سوخت‌های شیمیایی سنتی به محیط زیست دوستانه است، که مواد آلاینده مضر آزاد می‌کنند.
تجهیزات آزمایشگاهی برای بهره‌وری انرژی
رانشگرهای WET به گونه‌ای طراحی شده‌اند که در دامنه توان ۵۰۰ تا ۱۰۰۰ وات عمل کنند. این امر آنها را به ویژه برای استفاده در ماهواره‌های کوچک (SmallSats) که بودجه توان محدودی دارند، مناسب می‌سازد.
علاوه براین، این بهره‌وری انرژی امکان‌های هیجان‌انگیزی برای مأموریت‌های فضایی عمق باز می‌کند، که در آنجا حداقل‌سازی مصرف انرژی بحرانی است.
برای تحقق این دیدگاه بلندپروازانه، آزمایشگاه پیشرانه آلما در حال ارتقای قابل توجهی است. تجهیزات پیشرفته نصب می‌شود تا رانشگرهای پلاسما مبتنی بر آب به دقت آزمایش و تصفیه شوند.
تیم تحقیقاتی اضافه کرد: «آزمایشگاه‌های مورد استفاده ارتقاء خواهند یافت تا اعتبارسنجی تجربی فناوری‌های جدید را فراهم کنند و ابزارهایی برای اندازه‌گیری و مشخص کردن پلاسما مبتنی بر آب نیز آزمایش خواهد شد، در نتیجه حصول نتایج دقیق و قابل تکرار».
پیامدهای گسترده‌تر در میان سایر پیشرفت‌ها
پیامدهای این فناوری فراتر از رانش است. تحقیق می‌تواند به پیشرفت‌هایی در فیزیک پلاسما و تولید انرژی منجر شود، با کاربردهای احتمالی در زمینه‌های مختلف.
علاوه براین، استانداردسازی رانش مبتنی بر آب می‌تواند راه را برای دوره‌ای جدید از اکتشافات فضایی هموار کند، با افزایش دسترسی پذیری و مسئولیت‌پذیری زیست‌محیطی.
محققان نتیجه‌گیری کردند: «استانداردسازی رانش مبتنی بر آب در واقع گامی اساسی به جلو است تا فناوری‌های فضایی در دسترس‌تر و پایدارتر شود و همچنین راه را برای سایر کاربردهای ممکن باز می‌کند».
چندین پیشرفت برای افزایش بهره‌وری تکنولوژی‌های رانشجای فضایی به وقوع پیوسته است. اخیراً، دانشمندان بادبان‌های انعکاسی را آزمایش کردند که از فشار لیزرها یا نور ستارگان برای به جلو راندن فضاپیما استفاده می‌کنند.
علاوه براین، دانشمندان همچنین در حال بررسی مفهوم تکنولوژی رانشجای موشکی ضد ماده هستند تا اکتشافات فضایی عمق را قابل اجرا کنند.
