Bildkredit: NASA
NASA har testat en ny jonmotor med hög effekt som kan ge framtida rymdfarkoster betydligt mer kraft för att utföra utforskningen av solsystemet. En motor som denna kommer antagligen att driva JIMO-sonden så att den kan gå in och ut ur bana runt flera av Jupiters månar och kartlägga dem i detalj.
NASA: s Project Prometheus nådde nyligen en viktig milstolpe med det första framgångsrika testet av en motor som kan leda till revolutionära framdrivningsmöjligheter för rymdutforskningsuppdrag i hela solsystemet och därefter.
Testet involverade en HiPEP-jonmotor med hög effekt. Händelsen markerade det första i en serie prestandatester för att demonstrera ny höghastighet och högkraftkraft som behövs för användning i kärnkraftsdrivna applikationer (NEP).
"Det första testet gick extremt bra," sade Dr. John Foster, den primära utredaren av HiPEP-jonmotorn vid NASA: s Glenn Research Center (GRC), Cleveland. ”Testet involverade den största mikrobrytare som någonsin byggts. Användningen av mikrovågor för jonisering skulle möjliggöra mycket långa livslängd för att undersöka universum, säger han.
Testet genomfördes i en vakuumkammare vid GRC. HiPEP-jonmotorn kördes med effektnivåer upp till 12 kilowatt och över ett motsvarande intervall av avgashastigheter från 60 000 till 80 000 meter per sekund. Spjället utformas för att ge sju till tio års livslängd med hög bränsleeffektivitet på mer än 6 000 sekunder specifik impuls; ett mått på hur mycket kraft som genereras per kilo bränsle. Detta är en kontrast till Space Shuttle huvudmotorer, som har en specifik impuls på 460 sekunder.
HiPEP-thrusteren fungerar genom joniserande xenongas med mikrovågor. På baksidan av motorn finns ett par rektangulära metallgaller som är laddade med 6 000 volt elektrisk potential. Kraften i detta elektriska fält utövar ett starkt elektrostatiskt drag i xenonjonerna, påskyndar dem och producerar drivkraften som driver fram rymdskeppet. Den rektangulära formen, en avvikelse från de cylindriska jonstrusterarna som användes tidigare, var utformad för att möjliggöra ökad motoreffekt och prestanda med hjälp av sträckning av motorn. Användningen av mikrovågor bör ge mycket längre livslängd och jonproduktionsförmåga jämfört med den senaste tekniken.
Denna nya klass av NEP-thrusterar kommer att erbjuda betydande prestandafördelar jämfört med jonmotorn som flög på Deep Space 1 1999. Totala förbättringar inkluderar upp till en faktor på 10 eller mer i kraft; en faktor på två till tre i bränsleeffektivitet; en faktor på fyra till fem i nätspänning; en faktor fem till åtta under thrusterlivslängden; och en 30 procents förbättring av den totala thrustereffektiviteten. GRC-ingenjörer kommer att fortsätta testa och utveckla denna speciella thrustermodell, och kulminerade med prestandatest vid full effekt på 25 kilowatt.
"Detta test representerar ett stort språng när det gäller att visa potentialen för avancerad jonteknik, som kan driva flaggskeppsutforskningsuppdrag i hela solsystemet och därefter," säger Alan Newhouse, chef för projektet Prometheus. "Vi berömmer Glenns och de andra NASA-centrets arbete som stöder detta ambitiösa program."
HiPEP är en av flera framdrivningstekniker för kandidater som studeras av Project Prometheus för möjlig användning på det första föreslagna flyguppdraget, Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO). Drivs av en liten kärnreaktor skulle elektriska thrusterar driva JIMO-rymdskeppet när det gör observationer på nära håll av Jupiters tre iskalla månar, Ganymede, Callisto och Europa. De tre månarna kan innehålla vatten, och där det finns vatten finns det möjlighet till liv.
Utvecklingen av HiPEP-jonmotorn genomförs av ett team av ingenjörer från GRC; Aerojet, Redmond, Wash .; Boeing Electron Dynamic Devices, Torrance, Calif .; Ohio Aerospace Institute, Cleveland; University of Michigan, Ann Arbor, Mich .; Colorado State University, Fort Collins, Colo .; och University of Wisconsin, Madison, Wis.
Ett fotokvalitet av HiPEP-jonmotorn är på:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/PAO/pressrel/2003/03-079addm.html
För information om NASA på Internet, besök:
http://www.nasa.gov
För mer information om NASA: s Glenn Research Center, besök:
http://www.grc.nasa.gov
För mer information om Project Prometheus på Internet, besök:
http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm
Information om JIMO finns på Internet på:
http://spacescience.nasa.gov/missions/JIMO.pdf
Originalkälla: NASA News Release
