Obrazový kredit: NASA / JPL
Nová konstrukce iontového motoru, zvažovaná pro misi Jupiter Icy Moons Orbiter NASA, byla úspěšně testována. Jednalo se o první test výkonu jaderného iontového systému Nuclear Electric Xenon, který bude používat jaderný reaktor k výrobě elektřiny pro iontový motor kosmické lodi - předchozí iontové motory, jako na Deep Space 1 a SMART-1, jsou solární. Nový motor pracoval s desetinásobkem tahu Deep Space 1 a měl by být schopen běžet 10 let; dostatek času na návštěvu každé z ledových měsíců Jupiteru, které jsou potenciálními kandidáty na život.
Nový návrh iontového hnacího motoru, jedna z několika kandidátských technologií pohonu zkoumaných projektem Prometheus NASA pro možné použití v navrhované misi Jupiter Icy Moons Orbiter, byl úspěšně testován týmem inženýrů v laboratoři NASA Jet Propulsion Laboratory v Pasadeně v Kalifornii.
Tato událost označila první výkonnostní test iontového motoru jaderného elektrického xenonového iontového systému (Nexis) za vysoce efektivních, vysoce výkonných a vysoce tahových provozních podmínek potřebných pro použití v aplikacích jaderného elektrického pohonu. Pro tento test byl motor Nexis napájen pomocí komerční elektrické energie. Iontové motory používané v navrhované kosmické lodi Jupiter Icy Moons Orbiter by čerpaly svou energii z palubního vesmírného jaderného reaktoru. Iontové motory nebo elektrické poháněče poháněly orbitu kolem každého z ledových světů obíhajících kolem Jupitera - Ganymede, Callisto a Europa - aby provedly rozsáhlé a blízké prozkoumání jejich makeupu, historie a potenciálu pro udržení života.
"Hned první den testování výkonu prokazoval thriller Nexis jednu z nejvyšších účinnosti jakéhokoli xenonového iontového thrusteru, který byl kdy testován," řekl Dr. James Polk, hlavní vyšetřovatel iontového motoru vyvíjeného v JPL.
Test byl proveden 12. prosince ve stejné vakuové komoře v JPL, kde začátkem letošního roku nastavil rezervní iontový thruster Deep Space 1 celkový vytrvalostní rekord 30 352 hodin (téměř 3,5 roku) nepřetržitého provozu. Motor Nexis pracoval na úrovni výkonu více než 20 kilowattů, což je téměř desetinásobek u thrilleru Deep Space 1, což umožňuje větší tah a nakonec vyšší rychlosti kosmické lodi pro danou hmotnost kosmické lodi. Je navržen tak, aby zpracovával dvě tuny pohonné hmoty, desetkrát vyšší schopnost motoru Deep Space 1 a pracoval po dobu 10 let, což je dvakrát až třikrát životnost pohonné jednotky Deep Space 1.
Členové týmu, kteří pracují na motoru Nexis, také pomohli vyvinout první iontový motor, který kdy letěl na vysoce úspěšné misi Deep Space 1 NASA, která ověřila 12 vysoce rizikových pokročilých technologií, mezi nimi i použití prvního iontového motoru ve vesmíru.
"Thrill Nexis je větší, vysoce výkonný potomek thrilleru Deep Space 1, který dosahuje své mimořádné životnosti nahrazením kovu, který byl dříve používán v klíčových komponentách, za pokročilé materiály na bázi uhlíku," řekl Tom Randolph, programový manažer Nexis v JPL. . "Revoluční výkon thrusteru je výsledkem rozsáhlého procesu navrhování, včetně simulací využívajících podrobné počítačové modely vyvinuté a ověřené životním testem Deep Space 1 a dalších testovacích dat komponent."
Na rozdíl od krátkých, vysoce vypalovaných popálenin většiny chemických raketových motorů, které používají pevná nebo kapalná paliva, iontový motor emituje pouze slabou modrou záři elektricky nabitých atomů xenonu - stejný plyn, jaký se nachází ve zkumavkách s bleskem a v mnoha žárovkách majáku. Tah motoru je tak jemný jako síla vyvíjená listem papíru, který je držen v dlani. Na dlouhé vzdálenosti však může motor dodat 20krát tolik tahu na kilogram paliva než tradiční rakety.
Klíčem k iontové technologii je vysoká rychlost výfukových plynů. Iontový motor může běžet na několika stech gramech paliva denně, což z něj činí lehký. Nižší hmotnost znamená nižší náklady na start, ale kosmická loď s iontovým pohonem může jít mnohem rychleji a dále než kterákoli jiná kosmická loď.
„Tento test, v kombinaci s nedávným testem vysoce výkonného iontového motoru s vysokým výkonem ve výzkumném centru Glenn Research Center v NASA, je dalším příkladem pokroku, kterého dosahujeme při vývoji technologií potřebných k podpoře misí zaměřených na průzkum vesmíru v celé sluneční soustavě i mimo ni. , “Řekl Alan Newhouse, ředitel Project Prometheus. "Vyzývali jsme náš tým složitými výkonnostními cíli a prokazují svou schopnost být kreativní při překonávání technických výzev."
Projekt Prometheus NASA provádí strategické investice do vesmírných technologií jaderného štěpení a elektrických pohonných technologií, které by umožnily novou třídu misí do vnějšího solárního systému, s schopnostmi daleko přesahujícími možnosti, které jsou možné u současných energetických a pohonných systémů. První taková studovaná mise, Jupiter Icy Moon Orbiter, by měla být spuštěna v příštím desetiletí a poskytla NASA výrazně vylepšené vědecké a telekomunikační schopnosti a možnosti návrhu mise. Namísto výroby pouze stovek wattů elektřiny, jako jsou mise Cassini nebo Galileo, které využívaly termoelektrické generátory radioizotopů, mohl mít Jupiter Icy Moons Orbiter až desítky tisíc wattů energie, což potenciální vědeckou návratnost mnohokrát zvýšilo.
Vývoj iontového motoru Nexis provádí tým inženýrů z JPL; Aerojet, Redmond, Wash .; Boeing Electron Dynamic Devices, Torrance, Kalifornie; Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala; NASA Colorado State University, Fort Collins, Colo .; Technologický institut v Georgii, Atlanta, Ga .; a Aerospace Corporation, Los Angeles, Kalifornie.
Další informace o projektu Prometheus na internetu naleznete na adrese: http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm.
Informace o navrhované misi Jupiter Icy Moons Orbiter jsou k dispozici na adrese: NASA Jimo MIssion.
Původní zdroj: NASA / JPL News Release
