Πιστωτική εικόνα: NASA
Η NASA έχει δοκιμάσει έναν νέο κινητήρα ιόντων υψηλής ισχύος που θα μπορούσε να δώσει στο μελλοντικό διαστημικό σκάφος μεγαλύτερη ώθηση για να πραγματοποιήσει την εξερεύνηση του ηλιακού συστήματος. Ένας κινητήρας σαν αυτόν θα τροφοδοτήσει πιθανώς τον ανιχνευτή JIMO, επιτρέποντάς του να εισέλθει σε τροχιά γύρω από πολλά φεγγάρια του Δία και να τους χαρτογραφήσει με μεγάλη λεπτομέρεια.
Το Project Prometheus της NASA πέτυχε πρόσφατα ένα σημαντικό ορόσημο με την πρώτη επιτυχημένη δοκιμή ενός κινητήρα που θα μπορούσε να οδηγήσει σε επαναστατικές δυνατότητες προώθησης για αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος σε όλο το ηλιακό σύστημα και πέραν αυτής.
Η δοκιμή περιελάμβανε κινητήρα ιόντων υψηλής ισχύος ηλεκτρικής πρόωσης (HiPEP). Η εκδήλωση σηματοδότησε την πρώτη σε μια σειρά δοκιμών απόδοσης για να δείξει νέα ώθηση υψηλής ταχύτητας και υψηλής ισχύος που απαιτούνται για χρήση σε εφαρμογές πυρηνικής ηλεκτρικής πρόωσης (NEP).
«Η αρχική δοκιμή πήγε πολύ καλά», δήλωσε ο Δρ John Foster, ο κύριος ερευνητής του κινητήρα ιόντων HiPEP στο Glenn Research Center (GRC) της NASA, Κλίβελαντ. «Η δοκιμή αφορούσε τον μεγαλύτερο προωθητή ιόντων μικροκυμάτων που κατασκευάστηκε ποτέ. Η χρήση μικροκυμάτων για ιονισμό θα επέτρεπε πολύωρη προωθητές για τη διερεύνηση του σύμπαντος », είπε.
Η δοκιμή διεξήχθη σε θάλαμο κενού στο GRC. Ο κινητήρας ιόντων HiPEP λειτουργούσε σε επίπεδα ισχύος έως 12 κιλοβάτ και σε ισοδύναμο εύρος ταχύτητας εξάτμισης από 60.000 έως 80.000 μέτρα ανά δευτερόλεπτο. Το thruster έχει σχεδιαστεί για να παρέχει διάρκεια ζωής επτά έως δέκα ετών σε υψηλές αποδόσεις καυσίμου πάνω από 6.000 δευτερόλεπτα συγκεκριμένη ώθηση. ένα μέτρο του πόσο ώθηση παράγεται ανά λίβρα καυσίμου. Αυτό έρχεται σε αντίθεση με τους κύριους κινητήρες του Space Shuttle, οι οποίοι έχουν συγκεκριμένη ώθηση 460 δευτερολέπτων.
Το HiPEP thruster λειτουργεί με ιονισμό αερίου ξένου με μικροκύματα. Στο πίσω μέρος του κινητήρα υπάρχει ένα ζευγάρι ορθογώνιων μεταλλικών πλεγμάτων που φορτίζονται με 6.000 βολτ ηλεκτρικού δυναμικού. Η δύναμη αυτού του ηλεκτρικού πεδίου ασκεί μια ισχυρή ηλεκτροστατική έλξη στα ιόντα ξένου, επιταχύνοντας τους και παράγοντας την ώθηση που ωθεί το διαστημικό σκάφος. Το ορθογώνιο σχήμα, μια απόκλιση από τους κυλινδρικούς προωθητήρες ιόντων που χρησιμοποιήθηκαν προηγουμένως, σχεδιάστηκε για να επιτρέπει αύξηση της ισχύος και της απόδοσης του κινητήρα με τέντωμα του κινητήρα. Η χρήση μικροκυμάτων πρέπει να παρέχει πολύ μεγαλύτερη διάρκεια ζωής και ικανότητα παραγωγής ιόντων σε σύγκριση με τις σύγχρονες τεχνολογίες αιχμής.
Αυτή η νέα κατηγορία προωθητών NEP θα προσφέρει σημαντικά πλεονεκτήματα απόδοσης σε σχέση με τον κινητήρα ιόντων που εκτοξεύτηκε στο Deep Space 1 το 1999. Οι συνολικές βελτιώσεις περιλαμβάνουν έως και έναν συντελεστή ισχύος 10 ή περισσότερων. συντελεστής από δύο έως τρία στην απόδοση καυσίμου · συντελεστής τεσσάρων έως πέντε στην τάση δικτύου · συντελεστής πέντε έως οκτώ σε διάρκεια ζωής και 30 τοις εκατό βελτίωση στη συνολική αποδοτικότητα ώθησης. Οι μηχανικοί της GRC θα συνεχίσουν τις δοκιμές και την ανάπτυξη αυτού του συγκεκριμένου μοντέλου ώθησης, με αποκορύφωμα τις δοκιμές απόδοσης σε πλήρη ισχύ ισχύος 25 kilowatt.
«Αυτή η δοκιμή αντιπροσωπεύει ένα τεράστιο άλμα στην επίδειξη των δυνατοτήτων για προηγμένες τεχνολογίες ιόντων, οι οποίες θα μπορούσαν να προωθήσουν τις αποστολές εξερεύνησης του διαστήματος σε όλο το ηλιακό σύστημα και πέραν αυτού», δήλωσε ο Alan Newhouse, Διευθυντής του Project Prometheus. «Επιδοκιμάζουμε το έργο του Glenn και των άλλων κέντρων της NASA που υποστηρίζουν αυτό το φιλόδοξο πρόγραμμα»
Το HiPEP είναι μία από τις πολλές υποψήφιες τεχνολογίες πρόωσης που μελετήθηκαν από το Project Prometheus για πιθανή χρήση στην πρώτη προτεινόμενη αποστολή πτήσης, το Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO). Με την υποστήριξη ενός μικρού πυρηνικού αντιδραστήρα, οι ηλεκτρικοί προωστήρες θα ωθήσουν το διαστημικό σκάφος JIMO καθώς πραγματοποιεί παρατηρήσεις από κοντά για τα τρία παγωμένα φεγγάρια του Δία, το Ganymede, το Callisto και το Europa. Τα τρία φεγγάρια θα μπορούσαν να περιέχουν νερό, και όπου υπάρχει νερό, υπάρχει η πιθανότητα ζωής.
Η ανάπτυξη του κινητήρα ιόντων HiPEP πραγματοποιείται από μια ομάδα μηχανικών από την GRC. Aerojet, Redmond, Wash .; Δυναμικές συσκευές Boeing Electron, Torrance, Calif .; Ινστιτούτο Αεροδιαστημικής Οχάιο, Κλίβελαντ; Πανεπιστήμιο του Michigan, Ann Arbor, Mich .; Πανεπιστήμιο του Κολοράντο, Fort Collins, Colo .; και το Πανεπιστήμιο του Ουισκόνσιν, Μάντισον, Wis.
Μια φωτογραφία ποιότητας εκτύπωσης του κινητήρα ιόντων HiPEP βρίσκεται στη διεύθυνση:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/PAO/pressrel/2003/03-079addm.html
Για πληροφορίες σχετικά με τη NASA στο Διαδίκτυο, επισκεφθείτε:
http://www.nasa.gov
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το Κέντρο Έρευνας Glenn της NASA, επισκεφθείτε:
http://www.grc.nasa.gov
Για περισσότερες πληροφορίες σχετικά με το Project Prometheus στο Διαδίκτυο, επισκεφθείτε:
http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm
Πληροφορίες για το JIMO διατίθενται στο Διαδίκτυο στη διεύθυνση:
http://spacescience.nasa.gov/missions/JIMO.pdf
Αρχική πηγή: Δελτίο Τύπου της NASA
