Źródło zdjęcia: NASA
NASA przetestowała nowy silnik jonowy o dużej mocy, który może znacznie zwiększyć siłę napędową statku kosmicznego w celu zbadania układu słonecznego. Taki silnik prawdopodobnie zasila sondę JIMO, umożliwiając jej wejście na orbitę wokół kilku księżyców Jowisza i dokładne odwzorowanie ich.
Projekt Prometeusz projektu NASA osiągnął ostatnio ważny kamień milowy dzięki pierwszemu udanemu testowi silnika, który może doprowadzić do rewolucyjnych możliwości napędu w misjach eksploracji kosmosu w całym Układzie Słonecznym i poza nim.
Test obejmował silnik jonowy High Power Electric Propulsion (HiPEP). Wydarzenie to było pierwszym z serii testów wydajności w celu zademonstrowania nowego ciągu o dużej prędkości i dużej mocy potrzebnego do zastosowania w zastosowaniach z napędem elektrycznym jądrowym (NEP).
„Pierwszy test przebiegł bardzo dobrze” - powiedział dr John Foster, główny badacz silnika jonowego HiPEP w NASA Glenn Research Center (GRC), Cleveland. „W teście wykorzystano największy, jaki kiedykolwiek zbudowano ster strumieniowy jonów mikrofalowych. Wykorzystanie mikrofal do jonizacji umożliwiłoby pędnikom o bardzo długiej żywotności sondowanie wszechświata - powiedział.
Test przeprowadzono w komorze próżniowej w GRC. Silnik jonowy HiPEP pracował przy poziomach mocy do 12 kilowatów i przy równoważnym zakresie prędkości spalin od 60 000 do 80 000 metrów na sekundę. Ster strumieniowy jest zaprojektowany w taki sposób, aby zapewniał żywotność od siedmiu do dziesięciu lat przy wysokiej wydajności paliwowej wynoszącej ponad 6000 sekund impulsu właściwego; miara siły ciągu na funt paliwa. Jest to kontrast w stosunku do głównych silników promu kosmicznego, których impuls wynosi 460 sekund.
Ster strumieniowy HiPEP działa na zasadzie jonizacji gazu ksenonowego za pomocą mikrofal. Z tyłu silnika jest para prostokątnych metalowych siatek, które są naładowane 6000 woltów potencjału elektrycznego. Siła tego pola elektrycznego wywiera silny ładunek elektrostatyczny na jony ksenonowe, przyspieszając je i wytwarzając ciąg, który napędza statek kosmiczny. Prostokątny kształt, będący odejściem od stosowanych wcześniej cylindrycznych silników jonowych, został zaprojektowany w celu umożliwienia zwiększenia mocy i osiągów silnika poprzez rozciągnięcie silnika. Zastosowanie mikrofal powinno zapewnić znacznie dłuższą żywotność i zdolność do produkcji jonów w porównaniu z najnowocześniejszymi technologiami.
Ta nowa klasa silników odrzutowych NEP będzie oferować znaczne korzyści w zakresie wydajności w porównaniu z silnikiem jonowym użytym w Deep Space 1 w 1999 roku. Ogólna poprawa obejmuje nawet 10-krotny wzrost mocy; współczynnik efektywności energetycznej od dwóch do trzech; współczynnik napięcia sieciowego od czterech do pięciu; od pięciu do ośmiu razy w życiu steru strumieniowego; oraz 30-procentowa poprawa ogólnej wydajności steru strumieniowego. Inżynierowie GRC będą kontynuować testy i rozwój tego konkretnego modelu steru strumieniowego, którego kulminacją będą testy wydajności przy pełnym poziomie mocy 25 kilowatów.
„Ten test stanowi ogromny skok w wykazaniu potencjału zaawansowanych technologii jonowych, które mogłyby napędzać sztandarowe misje eksploracji kosmosu w całym Układzie Słonecznym i poza nim”, powiedział Alan Newhouse, dyrektor Projektu Prometheus. „Pochwalamy pracę Glenna i innych centrów NASA wspierających ten ambitny program.”
HiPEP jest jedną z kilku kandydujących technologii napędowych badanych przez Project Prometheus do ewentualnego zastosowania w pierwszej proponowanej misji lotniczej, Jowiszu Lodowym Księżycu Orbiterze (JIMO). Napędzane małym reaktorem jądrowym pędniki elektryczne napędzałyby statek kosmiczny JIMO, gdy prowadzi on bliskie obserwacje trzech lodowych księżyców Jowisza, Ganymede, Callisto i Europy. Trzy księżyce mogą zawierać wodę, a tam, gdzie jest woda, istnieje możliwość życia.
Opracowanie silnika jonowego HiPEP jest prowadzone przez zespół inżynierów z GRC; Aerojet, Redmond, Wash .; Boeing Electron Dynamic Devices, Torrance, Kalifornia; Ohio Aerospace Institute, Cleveland; University of Michigan, Ann Arbor, Mich .; Colorado State University, Fort Collins, Colo .; oraz University of Wisconsin, Madison, Wis.
Zdjęcie jakości druku silnika jonowego HiPEP znajduje się w:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/PAO/pressrel/2003/03-079addm.html
Aby uzyskać informacje o NASA w Internecie, odwiedź:
http://www.nasa.gov
Aby uzyskać więcej informacji na temat Glenn Research Center NASA, odwiedź:
http://www.grc.nasa.gov
Aby uzyskać więcej informacji na temat projektu Prometheus w Internecie, odwiedź:
http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm
Informacje o JIMO są dostępne w Internecie pod adresem:
http://spacescience.nasa.gov/missions/JIMO.pdf
Oryginalne źródło: NASA News Release
