Jeśli chodzi o eksplorację kosmosu nowej generacji, badanych jest szereg kluczowych technologii. Oprócz statków kosmicznych i wyrzutni, które będą mogły wysyłać astronautów dalej do Układu Słonecznego, NASA i inne agencje kosmiczne również poszukują nowych środków napędowych. W porównaniu z konwencjonalnymi rakietami, celem jest stworzenie systemów, które oferują niezawodny ciąg, zapewniając jednocześnie oszczędność paliwa.
W tym celu NASA połączyła siły z Aerojet Rocketdyne, kalifornijskim producentem rakiet i napędów rakietowych, w celu opracowania steru strumieniowego Solar Electric Propulsion (SEP) z efektem Halla. Znany jako Advanced Electric Propulsion System (AEPS), firma niedawno zakończyła udany test integracji wczesnego systemu na tym steru strumieniowym, który umożliwi misje eksploracji kosmosu oraz komercyjne przedsięwzięcia kosmiczne.
Test odbył się w Glenn Research Center NASA i skupił się na jednostce zasilającej rozładowanie (DSU) i jednostce przetwarzania mocy (PPU), które zostały połączone z pędnikiem rozwojowym NASA, a następnie przetestowane w komorze termicznej próżni. Test wykazał, że system może efektywnie ukrywać energię, zamieniając energię słoneczną w ciąg, a jednocześnie wytwarzając minimalne ciepło odpadowe.
Jak powiedziała Eileen Drake, CEO i prezes Aerojet Rocketdyne w niedawnym komunikacie prasowym firmy:
„Nasza jednostka wyładowcza AEPS działała wyjątkowo, przynosząc znaczące ulepszenia wydajności konwersji ważne dla przyszłych wymagających misji. Wyniki te świadczą o koncentracji i zaangażowaniu zespołu Aerojet Rocketdyne w rozwój najnowocześniejszych technologii w tym kluczowym obszarze technologii kosmicznej ”.
Podobnie jak konwencjonalne pędniki Halla, SEP polega na polu elektrycznym do jonizacji i przyspieszenia gazu pędnego (w większości przypadków gaz szlachetny, taki jak ksenon). W przypadku SEP niezbędna energia elektryczna jest wytwarzana przez ogniwa fotowoltaiczne (inaczej panele słoneczne). Bezpośrednią korzyścią tego rodzaju układu jest to, że może on zaoferować ciąg porównywalny z konwencjonalnym chemicznym układem napędowym, ale z wykorzystaniem jednej dziesiątej paliwa.
Wykorzystując układ strumieniowy SEP o mocy 10 kW i 425 kg (937 funtów) paliwa ksenonowego, Świt statek kosmiczny był w stanie osiągnąć maksymalną prędkość 41 260 km / h (mph). Ten ostatni test obejmował system o mocy 13 kilowatów, a Aerodyne planuje go zwiększyć w nadchodzących latach. Na przykład, planowany system sterujący SEP o mocy 50 kW jest planowany do użycia na proponowanej przez NASA platformie Księżycowa Platforma Orbitalna (LOP-G) - wcześniej znanej jako Deep Space Gateway.
Ta stacja kosmiczna, która zostanie zbudowana na orbicie wokół Księżyca, ułatwi przyszłe misje na powierzchni Księżyca, a także będzie służyć jako punkt startowy dla pierwszych misji załogowych na Marsa i głębiej w Układ Słoneczny. Jak wskazał Drake:
„Pozostając w czołówce technologii napędowych, postawiliśmy się na główną rolę nie tylko w powrocie na Księżyc, ale także w każdej przyszłej inicjatywie wysyłania ludzi na Marsa. AEPS jest awangardą nowej generacji eksploracji kosmosu i cieszymy się, że jesteśmy na maszcie ”.
Po zakończeniu ostatniego testu zespół przejdzie do fazy finalizacji i weryfikacji projektu, po której nastąpi krytyczny przegląd projektu (CDR) - gdzie projekt steru strumieniowego zostanie sfinalizowany i dopuszczony do produkcji. Jeśli wszystko pójdzie zgodnie z planem, wersja tego systemu o mocy 50 kW będzie służyć jako element mocy i napędu (PPE) na księżycowej platformie orbitalnej (LOP-G).
Oprócz opracowywania technologii SEP nowej generacji dla NASA, Aerodyne jest również odpowiedzialny za systemy napędowe, które zasilają misję Mars Atmosphere i Volatile EvolutioN (MAVEN), Początki, Interpretację spektralną, Identyfikację zasobów, Bezpieczeństwo, Regolith Explorer (OSIRIS-REx ) oraz niedawno uruchomionej sondy słonecznej Parker.
W sferze komercyjnej Aerojet Rocketdyne jest również odpowiedzialny za pędniki napędzające United Launch Alliance (ULA) Atlas V. rakieta, Centaur pojazd startowy górnego etapu oraz silnik rakietowy Crew Escape Solid Solid Rocket (CCE SRM) na pokładzie Blue Origin Nowy Shephard kapsuła. Firma opracowuje również zielone paliwa pędne o zmniejszonej toksyczności jako alternatywę dla paliwa hydrazynowego w ramach misji NASA w zakresie zielonej wody pędnej (GPIM).
A kiedy nadejdzie czas, aby NASA wysłała astronautów z powrotem na Księżyc i poprowadziła „Podróż na Marsa”, silniki Aerojet Rocketdyne odegrają kluczową rolę. Należą do nich silniki RS-25 i RL-10 do rdzenia i górnego stopnia Space Launch System (SLS), a także silnik jettison na statku kosmicznym Orion - kluczowy element systemu Launch Abort Orion (LAS).
Oprócz rakiet wielokrotnego użytku, samolotów kosmicznych, rakiet jednostopniowych na orbitę i innych systemów, Solar Electric Propulsion ma na celu ożywienie eksploracji kosmosu przy jednoczesnym obniżeniu kosztów. Dzięki połączeniu niezawodnego ciągu i oszczędności paliwa systemy SEP umożliwią mniejsze, lżejsze i tańsze misje, otwierając nowe możliwości eksploracji kosmosu.
