Các nhà nghiên cứu từ Cơ quan Vũ trụ châu Âu đang thử nghiệm những gì họ mô tả là động cơ nhỏ nhất nhưng có thể điều khiển chính xác nhất từng được chế tạo cho không gian. Đo ngang 10 cm (4 inch) và tạo ra ánh sáng xanh mờ khi nó chạy, Động cơ điện phát xạ trường hoặc FEEP, động cơ tạo ra lực đẩy trung bình tương đương với lực của một sợi tóc rơi. Nhưng phạm vi lực đẩy và khả năng kiểm soát của nó vượt trội hơn nhiều so với các máy đẩy mạnh hơn và sẽ rất quan trọng đối với một sứ mệnh không gian trong tương lai sẽ kiểm tra Thuyết tương đối của Einstein.
Hầu hết các hệ thống động lực được sử dụng để có được một chiếc xe từ A đến B, đã giải thích Davide Nicolini của cơ quan Cục Dự án Khoa học, phụ trách nghiên cứu động cơ. Nhưng với FEEP, mục tiêu là duy trì tàu vũ trụ ở một vị trí cố định, bù cho cả những lực nhỏ nhất gây nhiễu cho nó, đến độ chính xác mà không thiết kế động cơ nào có thể sánh được.
Xem cách các vật thể hành xử khi tách khỏi mọi ảnh hưởng bên ngoài là một tham vọng lâu dài của các nhà vật lý, nhưng nó có thể được thực hiện trong trường trọng lực Trái đất. Vì vậy, một sứ mệnh tiếp theo thập niên gọi là LISA Pathfinder (Laser giao thoa Space Antenna) sẽ bay 1,5 triệu km (900.000 dặm) đến một trong những điểm Lagrangian, L-1. Ở đó, các trọng lực của Mặt trời và Trái đất triệt tiêu lẫn nhau, do đó hành vi của một cặp đối tượng thử nghiệm trôi nổi tự do có thể được theo dõi chính xác.
Nhưng để tách hoàn toàn thí nghiệm khỏi phần còn lại của Vũ trụ, vẫn sẽ có một số động cơ còn lại phải vượt qua, đáng chú ý nhất là áp lực nhẹ nhưng liên tục của chính ánh sáng mặt trời. Đó là nơi FEEP xuất hiện. Nó hoạt động theo nguyên tắc cơ bản giống như các động cơ ion khác bay trên sứ mệnh Mặt trăng SMART-1 của ESA và các tàu vũ trụ khác: ứng dụng của điện trường phục vụ tăng tốc các nguyên tử tích điện (gọi là ion), tạo ra lực đẩy .
Nhưng trong khi lực đẩy của các động cơ ion khác được đo bằng millinewton, hiệu suất của FEEP được đánh giá theo micronewton - một đơn vị nhỏ hơn một nghìn lần. Động cơ có phạm vi lực đẩy từ 0,1 - 150 micronewton, với khả năng phân giải tốt hơn 0,1 micronewton trong thời gian đáp ứng 1/5 giây (190 mili giây) hoặc tốt hơn.
Động cơ sử dụng kim loại lỏng Caesium làm chất đẩy. Thông qua hành động mao dẫn, một hiện tượng liên quan đến sức căng bề mặt của Caesium chảy giữa một cặp bề mặt kim loại kết thúc bằng một vết sắc như dao cạo. Caesium ở lại miệng khe cho đến khi tạo ra điện trường. Điều này làm cho các hình nón nhỏ hình thành trong kim loại lỏng có các nguyên tử tích điện bắn ra từ đầu của chúng để tạo lực đẩy.
Mười hai bộ đẩy sẽ được sử dụng cho LISA Pathfinder. Hoạt động cùng với một hệ thống đẩy khác do NASA thiết kế, các máy đẩy phải mang lại khả năng điều khiển hướng chính xác ít nhất 100 lần so với bất kỳ tàu vũ trụ nào trước đây; xuống đến một phần triệu của một milimét.
LISA bao gồm ba vệ tinh lên đến năm triệu km (ba triệu dặm) ngoài và liên kết bằng laser, quay xung quanh Mặt Trời Mục đích là để phát hiện các gợn sóng trong không gian và thời gian được gọi là sóng hấp dẫn, được dự đoán bởi thuyết tương đối rộng Einstein Einstein nhưng cho đến nay vẫn chưa bị phát hiện. Sóng sẽ gây ra những thay đổi nhỏ trong khoảng cách đo giữa các vệ tinh.
Động cơ đã được thử nghiệm vào tháng trước và một khi các thử nghiệm được phân tích và khái niệm đã được chứng minh, công nghệ FEEP đã được dành cho một loạt các nhiệm vụ khác, bao gồm cả sự hình thành chính xác cho thiên văn học, quan sát Trái đất và vệ tinh không kéo cho các biến thể ánh xạ trong trọng lực của Trái đất.
Nguồn: ESA
