因為他們缺少一種氛圍,月球和其他無氣的身體如小行星可以建立一個電場通過直接暴露在太陽和周圍的等離子體。 在月球上,表面電荷足以漂浮塵土高于地面1米以上,大部分靜電的方法會導致一個人的頭發都豎起來了。

NASA和其他地方的工程師最近提出了利用這種自然表面電荷與聚酯薄膜制成的翅膀漂浮了一架滑翔機,材料,自然擁有相同的電荷表面無氣的身體。 他們推測,這同樣帶電表面應互相排斥的力量,閣樓的滑翔機。 但是這樣的設計可能會局限于小的小行星,作為一個更強大,更大的行星將會抵消引力。

麻省理工學院的研究小組所創造的懸浮探測器可能繞過這個大小限制。 這個概念類似于“復古”方式,圓盤形的飛碟,利用微小離子光束車輛充電和提高表面的自然。 整體效果的目的是生成一個相對較大的車輛與地面之間的斥力,在某種程度上,需要很少的力量。 在最初的可行性研究,研究人員展示了這種離子促進應該強大到足以漂浮小,2磅車輛在月球上和大型小行星像心靈。

“我們認為使用這樣的隼鳥號任務發起的日本航天局,”第一作者奧利弗Jia-Richards說,研究生在麻省理工學院航空航天部門。 ”飛船操作在一個小的小行星和部署小型探測器表面。 同樣,我們認為未來的任務可以發送小盤旋探測器探索月球表面和其他小行星?！?/span>

團隊的研究結果發表在最新一期的宇宙飛船和火箭雜志》上。保羅Lozano Jia-Richards的合作者,m . Aleman-Velasco教授航空航天和麻省理工學院的空間推進實驗室主任; 和塞巴斯蒂安Hampl前訪問學生,現在在麥吉爾大學。

離子力

團隊的懸浮設計依賴于使用的微型離子推進器,稱為離子液體離子源。 這些小,microfabricated噴嘴連接到儲層含離子液體在室溫熔鹽的形式。 加載電壓時,液體的離子帶電和發射光束通過噴嘴施加一個力。

Lozano的團隊開創了離子推進器的發展和主要用它們來推動和身體上機動小衛星在太空中。 最近,Lozano看過研究顯示月球表面的帶電的懸浮效果在月球塵埃。 他還認為靜電滑翔機設計由NASA和疑惑:一個探測器配備離子推進器產生足夠的排斥,靜電力在月球上盤旋和更大的小行星嗎?

測試這個想法,團隊最初模仿一個小,盤狀羅孚與離子推進器,僅充電汽車。 他們模仿推進器束帶負電荷的離子從車輛,這有效地給車輛一個正電荷,類似于月球的帶正電的表面。 但他們發現這不是足以讓車輛離開地面。

“我們認為,如果我們自己的費用轉移到表面來補充其自然費用?” Jia-Richards說。

通過額外的推進器指著地上,喜氣洋洋的正離子放大表面的電荷,團隊認為,提高對探測器可以產生更大的力量,足以漂浮離地面。 他們制定了一個簡單的數學模型場景和發現,原則上,它可以工作。

基于這個簡單的模型,研究小組預測,一個小的探測器,重約2磅,可以實現懸浮離地面約一厘米,心理等大型小行星,使用10-kilovolt離子源。 在月球上得到類似的升空,探測器需要50-kilovolt來源相同。

“這種離子設計使用很少的力量來生成大量的電壓,”Lozano說。 “所需的功率太小,你可以這樣做幾乎是免費的?！?/span>

在懸架

確保模型代表在實際環境中會發生什么,他們在實驗室Lozano的一個簡單的場景。研究人員制造一個小六角測試車重約60克,衡量一個人的手掌大小的。 他們安裝一個離子推進器指向上,和四個向下,然后暫停兩個彈簧的車輛在一個鋁表面校準來抵消地球的引力。 整個設置被放置在一個真空室的真空環境模擬月球和小行星。

研究人員還暫停了鎢桿從實驗的泉水,和利用其位移測量多大的力產生的推進器每次他們解雇了。 他們應用各種測量電壓的推進器和由此產生的力量,然后用來計算車輛僅能懸浮高度。 他們發現這些實驗結果與預測的同一場景模型,給他們信心,其預測盤旋在心靈和月球探測器是現實的。

當前模型的目的是預測所需的條件簡單地實現懸浮,碰巧約1厘米2英鎊車輛離開地面。 離子推進器可以產生更多的力量和更大的電壓提升車輛離地面高。 但是Jia-Richards說模型需要修改,因為它不占發射的離子將如何表現在高海拔地區。

“原則上,更好的建模,我們可以漂浮到更高的高度,”他說。

在這種情況下,Lozano說未來的任務到月球和小行星可以安全地部署探測器利用離子推進器懸停和機動未知,不平的地形。

“懸浮羅孚,你不必擔心輪子或移動部件,”Lozano說。 “小行星的地形可以完全不均勻,只要你有一個控制機制來保持你的羅孚浮動,那么你可以在非常粗糙,無人涉足的領域,而不必躲避小行星身體?！?/span>

這項研究支持,部分由NASA。