מנוע אפקט-הול של רפאל נוסה בהצלחה בחלל

28 ינואר, 2018

המנוע נבדק במסגרת המשימה הטכנולוגית של הלוויין הישראל-צרפתי ונוס, אשר שוגר לחלל בנובמבר 2017. הוא מספק ללוויין יכולת שינוי במיקום ובזווית ביעילות גבוהה יותר מאשר המנועים המסורתיים המבוססים על פליטת גזים

Rafael Hall Effect Engine

חברת רפאל (Rafael) דיווחה היום (א') כי סיימה את סדרת הבדיקות הראשונות בחלל של מערכת ההנעה החשמלית בלוויין הישראלי-צרפתי ונוס (Venus). החברה ביצעה ניסוי מסכם של המנוע (בתמונה למעלה) והכריזה עליו כעל מערכת מבצעית. הלוויין ונוס שוגר לחלל בראשית חודש אוגוסט 2017, במסגרת שיתוף פעולה בין סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע לסוכנות החלל הצרפתית. הלוויין נבנה במתקני התעשייה האווירית וכולל מצלמה היפר-ספקטרלית מתוצרת אלאופ-אלביט.

ללווין ונוס הוגדרו שתי משימות: משימה מדעית באחריות סוכנות החלל הצרפתית, ומשימה טכנולוגית באחריות סוכנות החלל הישראלית, שעיקרה הוא הדגמת יכולת שינוי מסלול של לוויין בחלל באמצעות הנעה חשמלית. נציגי חברת רפאל יציגו את הנושא במסגרת כנס החלל של משרד המדע שיתקיים ביום ב' בשיתוף סדנת יובל נאמן באוניברסיטת תל-אביב. ההנעה החשמלית מקטינה את משקל הלוויין באופן משמעותי, והיא נחשבת ליעילה פי חמישה מאשר הנעה כימית מסורתית (פליטת גזים) מבחינת צריכת הדלק או אורך חיי הלוויין.

יחידת ההאצה במנוע החשמלי של רפאל
יחידת ההאצה במנוע החשמלי של רפאל

ההנעה החשמלית מבוססת על מנוע אפקט הול (Hall-effect thruster), שהגרסה הישראלית שלו קיבלה את השם IHET – Israeli Hall effect Thruster. מדובר בטכנולוגיה שהתגלתה בשנות ה-60 בארצות הברית ובברית המועצות. היא מבוססת על ניצול אפקט הול ליצירת זרם של יונים בכיוון מוגדר, אשר גורם לדחיפת הלוויין לכיוון ההפוך.

אפקט-הול התגלה כבר במאה ה-19 על-ידי המדען האמריקאי אדווין הול, אשר רצה להוכיח כי מקסוול טעה כאשר טען שהכוחות המופעלים על מוליך נושא זרם בשגה מגנטי, מופעלים על המוליך ולא על המטענים החשמליים. בשנת 1879 הוא הצליח להוכיח את טענתו, כאשר הראה שכאשר מופעל שדה גדנטי על מוליך חשמלי נושא זרם, נוצר מתח חשמלי בכיוון ניצב לכיוון הזרם, אשר מסיט לצדדים את המטענים נושאי הזרם.

מיקרו-דחף במיקרו-כבידה

האפקט הזה משמש עד היום לביצוע מדידות מדוייקות מסוגים שונים, כולל מדידות ללא מגע פיסי ישיר. אולם סוכניות החלל בארצות הברית ובברית המועצות, השתמשו בתופעה הזו כדי לפתח מנוע חשמלי עבור שליטה בלוויינים. כאשר הלוויין נמצא בתנאי מיקרו-כבידה, מספיק דחף קטן מאוד יחסית כדי לשנות את מיקומו. הרעיון מאחורי מנוע אפקט הול מבוסס על העזרמת יונים בשדה המגני, אשר יוצר דחף (היונים נושאים מטען חשמלי) ומזרים אותם בעוצמה לכיוון מוגדר, הדחף הזה מספיק כדי לסובב את הלוויין, לשנות את מיקומו, או אפילו להעניק לו תאוצה.

טכנולוגיה רוסית שהגיעה למערב

הראשונים שהצליחו לייצר מנוע יעיל היו מדעני החלל בברית המועצות. בשנות ה-90 של המוקדמות של המאה ה-20 הגיע הידע שלהם למערב, כולל לארצות הברית ולישראל. בישראל, חברת רפאל מייצרת שנים רבות מערכות הנעה ללוויינים בחלל (המבוססות על הגז Hydrazine), ולכן היא הרימה רפאל את הכפפה והחלה בפיתוח רב-שנים של מנוע יוני חללי ישראלי.

בעקבות הצלחת הניסוי, אמר ראש פרוייקט ונוס ברפאל, יעקב הרשקוביץ, שבעולם יש מגמה בשנים האחרונות של מעבר מהנעה מסורתית כימית להנעה חשמלית. "ההנעה החשמלית מספקת ביצועים משופרים שמשיגים בדיוק של בקרת המסלול, אורך חיי הלוויין, חיסכון בדלק, במשקל ועוד. מנהל סוכנות החלל הישראלית במשרד המדע, אבי בלסברגר, אמר הצלחת המנוע החשמלי בוונוס תאפשר שימוש במנועים חשמליים מסוג זה בלוויינים נמוכי מסלול, שהשימוש בהם מרחב מאוד בשנים האחרונות.

הלוויין הישראלי-צרפתי ונוס

חברת רפאל התקינה בלוויין ונוס שני מנועי אפקט-הול, מסרה שלקוחות רבים בעולם מתעניינים במערכות ההנעה החשמלית שהיא מפתחת. "הצלחת הפעילות של הלוויין ונוס צפויה להגביר את ההתעניינות במוצרים האלו".

Share via Whatsapp

פורסם בקטגוריות: חדשות , חלל