انتخاب طبیعی بخشی از فرایند تکامل است، مطابق این نظریه، تنها صفاتی در نسلهای آتی دیده میشوند که به بقای جاندار کمک کنند. محققان موفق شدهاند با به کارگیری این ایده و طراحی «الگوریتم ژنتیکی»، عمر متوسط موتورهای یونی مورد استفاده در فضاپیماها را تقریبا تا دو برابر افزایش دهند.
موتورهای یونی الکترواستاتیکی در اغلب مأموریتهای فضایی جدید به کار گرفته میشوند. این موتورها به جای استفاده از مقادیر بسیار زیادی سوخت مایع سنگین برای پیشرانش فضاپیما، از انرژی خورشیدی جهت یونیزاسیون حجم اندکی از گاز زنون استفاده میکنند. با برقراری اختلاف پتانسیل بالا بین یک جفت الکترود مشبک، یونهای دارای بار مثبت با سرعتی بسیارزیاد به سمت الکترود منفی شتاب میگیرند و با گذر از فضای بین صفحات مشبک نیروی پیشران را فراهم میکنند.
در این مرحله تعدادی از این یونها با بدنه الکترود برخورد میکنند و این برخوردها در طول زمان باعث فرسودگی الکترود میشوند. به استناد شبیهسازیها عمر متوسط موتورهای مورد استفاده سازمان فضایی آمریکا، ناسا باید 2.8 سال باشد. شاید راهی برای افزایش طول عمر این موتورها وجود داشته باشد
به گزارش نیوساینتیست، کادی فارنل که مهندس پرواز فضایی است با استفاده از قوانین تکامل، الگوریتمی طراحی کرده که میتواند مقادیر معادل ولتاژ و ترکیبهای هندسی متفاوت الکترودها را به صورت تصادفی جمعآوری کند. این مقادیر را میشود معادل ژنها در زیستشناسی در نظر گرفت.
هر ترکیب از مقادیر تعیینشده توسط این الگوریتم که «الگوریتم ژنتیکی» نام گرفته به یک شبیهساز داده میشود تا نحوه عملکرد الکترودها و طول عمر آنها در این شرایط بررسی شود. اگر نتیجه رضایتبخش بود، «ماده ژنتیکی» در تغییرات تصادفی بعدی یا جهشهای آتی هم مورد استفاده قرار خواهد گرفت و تا آنجا این روال ادامه خواهد یافت که دیگر امکان بهبودی وجود نداشته باشد. پس از 100 نسل، الگوریتم ترکیبی از ترکیب هندسی/ ولتاژ ارائه کرده که میتواند عمر متوسط موتور یونی را به 5.1 سال- حداقل در شبیهساز- افزایش دهد.
ترکیب هندسی مورد استفاده در این الگوریتم شامل قطر حفرههای الکترود مشبک، فضای هر حفره و ضخامت الکترودها میباشد. اگر نتایج در دنیای واقعی هم مطابق نتایج اعلامشده توسط شبیهساز باشد، فارنل سهم بزرگی در بهبود موتورهای یونی و افزایش طول عمر آنها خواهد داشت. شاید روزی برسد که آژانسهای فضایی برای افزایش طول عمر فضاپیماها از چارلز داروین و نظریه تکامل هم تشکر کنند.
