Jonmotorer

Jonmotorer er en form for elektrisk fremdrift som genererer thrust ved å akselerere ioner. Drivstoffet, ofte xenon, blir ionisert i en ionisator, og ionene blir deretter akselerert av elektriske felt mellom akselerasjonsgitter eller ved bruk av Hall-effekt-prinsippet. Elektroner som frigjøres i prosessen nøytraliserer utstøtningsstrømmen. Kraften som driver motoren, leveres av en energikilde om bord, vanligvis solcellepaneler i rommet, men andre kilder kan også brukes.

Jonmotorer har svært høy spesifikk impuls (Isp), noe som gir effektiv drivstoffbruk over lange oppdrag. De gir lavt framdriftskraft i forhold til kjemiske motorer og krever derfor langvarig drift og en betydelig, stabil kraftforsyning. Dette gjør dem spesielt egnet for satellittbanebevegelser, oppdrag i dyprom og andre oppgaver der total drivstoffmasse er begrenset.

Vanlige typer inkluderer ionsmotorer med akselerasjonsgitter (gridded ion thrusters) og Hall-effekt-motorer. Gridded ion thrusters akselererer ioner gjennom et sett med gitter, mens Hall-thrusters bruker elektriske og magnetiske felt til å generere og styre ionestrømmen. Drivstoffvalg varierer, men xenon er vanlig, mens krypton og argon også brukes i eksperimentelle eller mindre kraftfulle systemer.

Historisk ble de første praktiske demonstrasjonene gjort på 1960-tallet, og SERT I demonstrerte prinsippene i 1964. Oppdrag som NASA’s Dawn (2007–2018) har vist jonmotorers evne til å drive romfart til og mellom små legemer med høy effektivitet. I dag brukes jonmotorer bredt i romfart for lange, presisjonsbaserte ferder, og forskning pågår for å forbedre effekt, pålitelighet og kostnadseffektivitet.