P.Neumanno siūlomas joninis variklis ne tik ekonomiškesnis, bet ir išvysto didesnį maksimalų greitį – didesnį už bet kurios iki šiol sukurtos raketos maksimalų greitį. Joniniai varikliai kol kas naudojami ryšių palydovų orbitinėms korekcijoms ir tolimųjų kosminių zondų (pvz., prie Cereros nuskriejusio zondo „Dawn“) misijose.
Dabartinis joninių variklių taupumo rekordininkas yra NASA agregatas „HiPEP“ (angl. High Power Electric Propulsion), kuriam veikiant galios impulsas generuojamas apie 9,6 tūkst. (+/- 200) sekundžių (toks parametras kartais vadinamas dar ir „uncijos šuoliu“ – angl. bounce per ounce). O štai P.Neumanno suprojektuoto joninio variklio galios impulso parametras siekia 14690 (+/- 2000).
Šio joninio variklio projektas P.Neumannui gimė trečiais doktorantūros metais, matuojant titano jonų greitį.
„Titano jonai skriejo 20 km/s greičiu, tad pamaniau, kad tokią jų savybę būtų galima išnaudoti joniniame variklyje“, – išradimo autorius pasakojo IFLScience.com.
NASA joninis variklis „HiPEP“ naudoja ksenono dujas, o novatoriškas P.Neumanno variklis veiktų ne tik titano, bet apskritai įvairių metalų jonų pagrindu. Patogu tai, kad šio joninio variklio degalams tiktų ir orbitinių kosminių šiukšlių (sugedusių ar pasenusių kosminių aparatų, palydovų ir pan.) metalas.
Paprastai tariant, P.Neumanno sukurta joninio variklio sistema veikia elektros lankams bombarduojant degalų šaltinį (šiuo atveju – metalą). Taip išsiskiria jonai, kurie reaktyvinę jėgą įgauna magnetinėje tūtoje. Joniniai varikliai kosminį aparatą gali įgreitinti iki 90 km/s (324 tūkst. km/val.) – tokiu greičiu nuo Žemės iki Mėnulio būtų galima nukakti šiek tiek daugiau nei per valandą.
Palyginimui, jau nebenaudojami daugkartinio naudojimo erdvėlaiviai „Space Shuttle“ įsibėgėdavo „tik“ iki 29 tūkst. km/val. (t.y., buvo maždaug 11 kartų lėtesni).
P.Neumanno joninė sistema veikia nuolatiniu trumpų ir lengvų pliūpsnių ritmu, todėl, skirtingai nei dabar naudojami cheminių raketų varikliai, išsikvepiantys vienu impulsu, naujoji sistema ypač tiktų ilgalaikėms tolimoms kosminėms kelionėms. Tiesa, šis variklis nusileidžia NASA „HiPEP“ greitėjimo dinamika, todėl startuojant nuo planetos paviršiaus jis būtų gal ir ne idealiausias variantas. Tačiau beorėje erdvėje jis turi didžiulių privalumų.
Studento teigimu, jo sukurtam varikliui kelionėje į Marsą ir atgal pakaktų vieno degalų bako. Nors toks pareiškimas įspūdingas, „ScienceAlert“ atkreipia dėmesį, kad jį reikia pagrįsti praktiniais bandymais, o straipsnis apie išradimą turėtų būti publikuotas recenzuojamame mokslo žurnale.
P.Neumannas jau kreipėsi dėl variklio patentavimo, o savo išradimą pristatys rugsėjo 30 d., 15-oje Australijos kosminių tyrimų konferencijoje.
