Pendorong ion

Pendorong ion adalah bentuk propulsi listrik yang digunakan untuk propulsi wahana antariksa. Propulsi jenis ini menciptakan daya dorong dengan mempercepat kation dengan memanfaatkan listrik. Istilah ini mengacu secara ketat pada pendorong ion elektrostatis, dan sering kali secara keliru diterapkan pada semua sistem propulsi listrik termasuk pendorong plasma elektromagnetik. Pendorong ion mengionisasi gas netral dengan mengekstraksi beberapa elektron dari atom, menciptakan awan ion positif. Pendorong ini bergantung pada fenomena elektrostatika karena ion-ion tersebut dipercepat oleh gaya Coulomb di sepanjang medan listrik. Elektron yang disimpan sementara akhirnya dikembalikan oleh penetral di dalam awan ion setelah elektron melewati jaringan elektrostatis, sehingga gas menjadi netral kembali dan dapat dengan bebas menyebar di luar angkasa tanpa interaksi listrik lebih lanjut dengan alat pendorong. Pendorong elektromagnetik bekerja sebaliknya, menggunakan gaya Lorentz untuk mempercepat semua ion (elektron bebas serta ion positif dan negatif) dalam arah yang sama apapun muatan listriknya dan secara khusus disebut sebagai mesin penggerak plasma, dengan medan listrik yang tidak searah dengan arah akselerasi.^[1][2]

Pendorong ion dalam penggunaan operasional memiliki kebutuhan daya input 1–7 kW (1,3–9,4 hp), kecepatan gas buang 20–50 km/s (45.000–112.000 mph), gaya dorong 25–250 milinewton (0,090–0,899 oz_f) dan efisiensi 65–80%,^[3][4] meskipun versi eksperimental telah mampu mencapai daya 100 kilowatt (130 hp) dan gaya dorong 5 newton (1,1 lb_f).^[5]

Wahana antariksa Deep Space 1 yang ditenagai oleh pendorong ion mengubah kecepatannya menjadi 43 km/s (96.000 mph) dan mengonsumsi kurang dari 74 kg (163 pon) xenon. Wahana antariksa Dawn memecahkan rekor dengan perubahan kecepatan 115 km/s (260.000 mph).^[6]

Aplikasi dari mesin ini termasuk kontrol orientasi dan posisi satelit yang mengorbit (beberapa satelit memiliki puluhan pendorong ion berdaya rendah) dan digunakan sebagai mesin penggerak utama untuk wahana antariksa robot bermassa rendah (seperti Deep Space 1 dan Dawn).^[3][4]

1. ^ Jahn, Robert G. (1968). Physics of Electric Propulsion (edisi ke-1st). McGraw Hill Book Company. ISBN 978-0070322448. 
2. ^ Jahn, Robert G.; Choueiri, Edgar Y. (2003). "Electric Propulsion". Encyclopedia of Physical Science and Technology. 5 (edisi ke-3rd). Academic Press. hlm. 125–141. ISBN 978-0122274107. Diarsipkan dari versi asli tanggal 2020-05-25. Diakses tanggal 2019-07-20. 
3. ^ ^{a b} "Choueiri, Edgar Y. (2009). New dawn of electric rocket. The Ion Drive". Diarsipkan dari versi asli tanggal 2016-10-18. Diakses tanggal 2019-07-20. 
4. ^ ^{a b} Choueiri, Edgar Y (2009). "New dawn of electric rocket". Scientific American. 300 (2): 58–65. Bibcode:2009SciAm.300b..58C. doi:10.1038/scientificamerican0209-58. 
5. ^ Jones, Brad and Bergan, Brad (2017) NASA’s New Ion Thruster Breaks Records, Could Take Humans to Mars
6. ^ "The Human Exploration of Mars". Diakses tanggal 3 May 2019.