Obrazový kredit: NASA / JPL
Nový dizajn iónového motora, ktorý sa zvažuje pre misiu Jupiter Icy Moons Orbiter NASA, bol úspešne testovaný. Bola to prvá skúška výkonu jadrového elektrického xenónového systému jadrovej energie, ktorý použije jadrový reaktor na výrobu elektriny pre iónový motor kozmickej lode - predchádzajúce iónové motory, ako napríklad v Deep Space 1 a SMART-1, sú napájané solárne. Nový motor pracoval s 10-násobným ťahom z Deep Space 1 a mal by byť schopný bežať 10 rokov; dostatok času na návštevu každej z ľadových mesiacov Jupitera, ktoré sú potenciálnymi kandidátmi na život.
Nový dizajn iónového hnacieho motora, jedna z niekoľkých kandidátskych technológií pohonu, ktoré sa skúmajú v rámci projektu Prometheus agentúry NASA na možné použitie na navrhovanej misii Jupiter Icy Moons Orbiter, úspešne testoval tím inžinierov v laboratóriu Jet Propulsion Laboratory v Pasadene v Kalifornii.
Táto udalosť bola prvou skúškou výkonu iónového motora jadrového elektrického xenónového systému (Nexis) vo vysoko účinných, vysokovýkonných a vysokovýkonných prevádzkových podmienkach potrebných na použitie v aplikáciách jadrového elektrického pohonu. Na túto skúšku bol motor Nexis napájaný pomocou komerčnej elektrickej energie. Iónové motory používané v navrhovanej kozmickej lodi Orbiter Jupiter Icy Moons Orbiter by čerpali svoju energiu z palubného vesmírneho reaktora. Iónové motory alebo elektrické pohony by poháňali obežnú dráhu okolo každého z ľadových svetov obiehajúcich okolo Jupitera - Ganymede, Callisto a Europa - na uskutočnenie rozsiahleho a blízkeho prieskumu ich zloženia, histórie a potenciálu na udržanie života.
„Hneď v prvý deň testovania výkonu preukázala raketa Nexis jednu z najvyšších efektivít akéhokoľvek testovaného xenónového iónu, ktorý bol kedy testovaný,“ uviedol Dr. James Polk, hlavný výskumný pracovník vyvíjaného iónového motora v spoločnosti JPL.
Test sa uskutočnil 12. decembra v tej istej vákuovej komore v JPL, kde začiatkom tohto roka nastavil rezervný iónový leták Deep Space 1 celkový vytrvalostný rekord 30 352 hodín (takmer 3,5 roka) nepretržitej prevádzky. Motor Nexis pracoval pri úrovni výkonu viac ako 20 kilowattov, čo je takmer 10-krát väčšia rýchlosť ako pri akcelerátore Deep Space 1, ktorý umožňuje väčšiu silu a nakoniec vyššiu rýchlosť kozmickej lode pre danú hmotnosť kozmickej lode. Je určený na spracovanie dvoch metrických ton pohonnej látky, desaťnásobku schopnosti motora Deep Space 1 a 10 rokov prevádzky, čo je dvojnásobok až trojnásobok životnosti pohonných hmôt Deep Space 1.
Členovia tímu pracujúci na motore Nexis tiež pomohli vyvinúť prvý iónový motor, ktorý kedy preletel na vysoko úspešnej misii Deep Space 1 agentúry NASA, ktorá overila 12 vysoko rizikových pokrokových technológií, medzi nimi aj použitie prvého iónového motora vo vesmíre.
„Thriller Nexis je väčší a výkonný potomok thrilleru Deep Space 1, ktorý dosahuje mimoriadnu životnosť tým, že nahrádza kov, ktorý sa predtým používal v kľúčových komponentoch, za moderné materiály na báze uhlíka,“ povedal Tom Randolph, programový manažér Nexis v spoločnosti JPL. , „Revolučný výkon thrusteru je výsledkom rozsiahleho procesu navrhovania vrátane simulácií s použitím podrobných počítačových modelov vyvinutých a overených životným testom Deep Space 1 a ďalších údajov o testovaní komponentov.“
Na rozdiel od krátkych popálenín väčšiny chemických raketových motorov, ktoré používajú tuhé alebo kvapalné palivá, iónový motor emituje iba slabú modrú žiaru elektricky nabitých atómov xenónu - ten istý plyn, ktorý sa nachádza vo foto bleskových trubiciach a mnohých žiarovkových žiarovkách. Ťah z motora je rovnako jemný ako sila, ktorú vyvíja hárok papiera držaný v dlani. Na dlhé vzdialenosti však môže motor dodať 20-krát toľko ťahu na kilogram paliva ako tradičné rakety.
Kľúčom k iónovej technológii je jej vysoká rýchlosť výfukových plynov. Iónový motor dokáže bežať na niekoľko stoviek gramov paliva za deň, vďaka čomu je ľahký. Nižšia hmotnosť znamená nižšie náklady na spustenie, ale kozmická loď s iónovým pohonom môže ísť oveľa rýchlejšie a ďalej ako ktorákoľvek iná kozmická loď.
„Tento test je v spojení s nedávnym testom vysoko výkonného elektrónového pohonu iónového motora vo výskumnom centre Glenn Research Center v NASA ďalším príkladom pokroku, ktorý robíme pri vývoji technológií potrebných na podporu hlavných misií prieskumu vesmíru v celej slnečnej sústave aj mimo nej. “, Povedal Alan Newhouse, riaditeľ projektu Prometheus. "Vyzývali sme náš tím zložitými výkonnostnými cieľmi a demonštrujú svoju schopnosť byť kreatívni pri prekonávaní technických problémov."
Projekt Prometheus agentúry NASA vynakladá strategické investície do vesmírnych technológií jadrového štiepenia a elektrických pohonných technológií, ktoré by umožnili novú triedu misií do vonkajšej slnečnej sústavy, s schopnosťami ďaleko presahujúcimi možnosti, ktoré sú možné pri súčasných energetických a pohonných systémoch. Prvá skúmaná misia, Jupiter Icy Moon Orbiter, by sa mala spustiť v nasledujúcom desaťročí a poskytnúť NASA výrazne vylepšené vedecké a telekomunikačné možnosti a možnosti navrhovania misií. Namiesto toho, aby vyrábal iba stovky wattov elektrickej energie, ako sú misie Cassini alebo Galileo, ktoré využívali termoelektrické generátory rádioizotopu, mohol Jupiter Icy Moons Orbiter disponovať až desiatkami tisíc wattov energie, čím sa mnohokrát zvyšuje potenciálny vedecký výnos.
Vývoj iónového motora Nexis vykonáva tím technikov spoločnosti JPL; Aerojet, Redmond, Wash .; Boeing Electron Dynamic Devices, Torrance, Kalifornia; Marshall Space Flight Center, Huntsville, Ala; NASA Colorado State University, Fort Collins, Colo .; Technologický inštitút v Georgii, Atlanta, Ga .; a Aerospace Corporation, Los Angeles, Kalifornia.
Viac informácií o projekte Prometheus na internete nájdete na adrese: http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm.
Informácie o navrhovanej misii Jupiter Icy Moons Orbiter sú k dispozícii na: NASA Jimo MIssion.
Pôvodný zdroj: NASA / JPL News Release
