Membina Ion Thruster Seperti Yang Digunakan NASA

Enjin Ion Thruster pada Deep Space 1.

Ion Thruster merupakan engin yang digunakan oleh NASA untuk menggerakkan beberapa ‘space probes’ seperti  Deep Space 1 dan juga Dawn. Ia mampu memberikan perubahan kelajuan sehingga  4 300 m/s pada Deep Space 1. Manakala pada Dawn pula ia mencapai sehingga 10 000 m/s. Tidak seperti engin roket biasa ia menggunakan tenaga elektrik berbanding bahanapi. Ion Thruster akan terus digunakan untuk banyak lagi misi-misi lain sebagai sistem engin tambahan.

Berbanding dengan engin roket biasa yang menggunakan bahanapi, Ion Thruster menggunakan tenaga elektrik untuk menggerakkan ion menggunakan tenaga elektrostatik. Thruster ion elektrostatik in menggunakan tenaga Coulomb yang akan memecutkan ion pada arah medan magnet.  Thruster ion elektromagnetik pula menggunakan tenaga Lorentz untuk memecutkan ion. Bagi kedua-dua keadaan ini apabila ion melepasi engin grid elektrostatik, perbezaan potensi medan elektrik ini akan mengubahnya menjadi tenaga kinetik ion – yang memberikan keupayaan tujahan.

Jadi sekiranya anda berminat dengan engin Ion Thruster ini, anda mungkin boleh membinanya sendiri. Bagi mini Ion Thruster ini anda boleh melihat bagai mana ion digunakan untuk menghasilkan angin tanpa sebarang komponen bergerak sepertimana kipas yang digunakan di rumah. Bagaimanapun anda perlulah berhati-hati kerana ia menggunakan bahan-bahan yang mungkin boleh mendatangkan kecederaan kepada anda sekiranya tidak berhati-hati.

Ion Thruster mini yang akan direka dalam projek ini.

Bahan-bahan yang diperlukan:

- Transformer 10,000V, 30mA (anda perlu merujuk kepada mereka yang mahir dengan mereka yang mempunyai kepakaran elektrik untuk ini).

Paip tembaga (coupling) – biasanya berdiameter ½ inci, dengan panjang

- Solder paip (untuk tembaga)

- Solder flux – untuk memudahkan proses solder

- Paku yang disadur dengan tembaga  (7 batang )

- Blowtorch (penyembur api).

- Tile seramik atau permukaan tahan panas.

- Wayar tembaga tanpa penebat – 2 unit dengan kepanjangan 10 inci.

- Kepingan papan untuk membentuk badan paku dan juga pemegang paip tembaga.

- Hot glue gun – gam panas

- Kabel-kabel dan penyepit yang sesuai untuk voltan tinggi.

Secara ringkasnya diterangkan mengenai kaedah membentuk Ion Thruster anda – untuk lebih mudah, anda perlu menonton video yang disediakan untuk proses penuh membina ion thruster anda.

Paip tembaga dipasang menjadi seperti ini.

Potong paip tembaga pada jarak  yang sama (panjang 7/8 inci) sebanyak 7 unit. Paip-paip ini kemudiannya disusun membentuk seperti bunga (atau honeycomb). Ia kemudiannya disambungkan menggunakan solder tembaga – menggunakan penyembur api – Jadi kerja ini agak merbahaya sekiranya anda tidak biasa mengendalikan peralatan-peralatan ini. Jangan lupa satu wayar perlu disolder untuk membolehkan tenaga elektrik dialirkan kepada paip-paip tembaga ini pula.

Daripada paip, titik pusat dialih kepada papan.

Dari paip ini, garis pusatnya diukur dan di alihkan pada papan yang akan meletakkan paku-paku tembaga. Paku-paku ini perlu berada tepat di tengah-tengah paip tembaga itu nanti. Wayar tembaga perlu dililitkan pada paku-paku ini untuk memastikan setiap paku akan mendapat aliran elektrik yang sempurna. Kemudian barulah paku dimasukkan ke dalam lubang-lubang yang digerudi pada titik-titik yang ditandakan.

Pendawaian untuk paku-paku disadur tembaga.

Sebahagian papan itu pula akan digunakan untuk mebina tiang bagi paip tembaga dan juga sebagai tapak ion thruster anda.

Letakkan jarak di antara paku tembaga dan paip tembaga pada ukuran 3 inci dan pastikan ia diletakkan dengan baik. Apabila semuanya telah diletakkan dengan sempurna, ion thruster anda telah siap untuk diuji. Pastikan unit transformer tidak dipasang semasa anda membuaat kerja-kerja pemasangan pendawaian ke atas ion thruster anda. Apabila anda telah berpuas hari dengan pemasangan pendawaian, bolehlah anda menghidupkan suis dan melihat bagaimana ion thruster anda bekerja – ia akan menghasilkan angin hasil daripada pergerakan ion.

Ion Thruster sedia untuk diuji.

Ia mungkin satu projek yang tidak menarik bagi semua. Tapi ia sedikit sebanyak dapat memperlihatkan bagaimana enjin-enjin yang digunakan pada enjin kapal angkasa bekerja dengan ketiadaan udara (bekalan oksigen). Ion Thruster akan terus diperbaiki dan dipertingkatkan dari semasa ke semasa.