Кредит за изображение: НАСА / JPL
Новият дизайн на йонни двигатели, който се обсъжда за мисията на НАСА Юпитер Icy Moons Orbiter, е успешно тестван. Това беше първият тест за ефективност на ядрената електрическа ксенонова йонна система, която ще използва ядрен реактор за генериране на електричество за йонния двигател на космическия кораб - предишните йонни двигатели, като на Deep Space 1 и SMART-1 са със слънчево захранване. Новият двигател работеше с 10 пъти по-голяма тяга на Deep Space 1 и трябва да може да работи 10 години; достатъчно време за посещение на всеки от ледените луни на Юпитер, които са потенциални кандидати за живот.
Новият дизайн на двигателния двигател с йонен двигател, една от няколкото задвижващи технологии, проучвани от проекта Prometheus на НАСА за евентуална употреба в предложената мисия на Юпитер Icy Moons Orbiter, е успешно изпитан от екип инженери в лабораторията за реактивни двигатели на НАСА, Пасадена, Калифорния.
Събитието бе първото изпитване на производителността на йонния двигател на ядрената електрическа ксенонова йонна система (Nexis) при експлоатационни условия с висока ефективност, висока мощност и висока тяга, необходими за използване в приложения за ядрено електрическо задвижване. За този тест двигателят на Nexis е задвижван с помощта на търговска електрическа енергия. Йонните двигатели, използвани на предложения космически кораб на Юпитер Icy Moons Orbiter, ще черпят своята мощност от бордовия космически ядрен реактор. Йоновите двигатели или електрическите тласкачи биха задвижвали орбитата около всеки от ледените светове, обикалящи около Юпитер - Ганимед, Калисто и Европа - за да проведат широко, близко разстояние на техния грим, история и потенциал за поддържане на живота.
„Още в първия ден на тестване на производителността, тягата Nexis демонстрира една от най-високите коефициенти на полезно действие на всеки ксенон йонен трус, който някога е тестван“, казва д-р Джеймс Полк, главен изследовател на йонния двигател, разработван в JPL.
Тестът е проведен на 12 декември в същата вакуумна камера в JPL, където по-рано тази година, полетният йон на дросела Deep Space 1 постави рекорда за издръжливост за 30 352 часа (близо 3,5 години) на непрекъсната работа. Двигателят Nexis работеше с мощност над 20 киловата, близо 10 пъти по-висока от тягата Deep Space 1, което дава възможност за по-голяма тяга и в крайна сметка по-големи скорости на космически кораби за дадена маса на космически кораби. Той е предназначен да обработва два метрични тона гориво, 10 пъти повече от капацитета на двигателя Deep Space 1, и да работи в продължение на 10 години, два до три пъти по-дълъг живот на дросела Deep Space 1.
Членовете на екипа, работещи върху двигателя Nexis, също спомогнаха за разработването на първия йонен двигател, който някога е летял при изключително успешната мисия на Deap Space 1 на НАСА, която утвърди 12 високорискови модерни технологии, сред които е използването на първия йонен двигател в космоса.
„Двигателят Nexis е по-голям, потомствен производител на тласкача Deep Space 1, който постига своя изключителен живот чрез замяна на метала, използван преди това в ключови компоненти, с модерни въглеродни материали“, казва Том Рандолф, мениджър на програмата Nexis в JPL , „Революционната производителност на силовата тръба е резултат от обширен процес на проектиране, включващ симулации, използвайки подробни компютърни модели, разработени и утвърдени с жизнения тест на Deep Space 1, и други данни от тестовите компоненти.“
За разлика от кратките изгаряния с висока тяга на повечето химически ракетни двигатели, които използват твърди или течни горива, йонният двигател излъчва само бледо синьо сияние на електрически заредени атоми на ксенон - същият газ, който се намира в епруветките за фото светкавици и в много крушки на фара. Тягата от двигателя е толкова нежна, колкото силата, упражнена от лист хартия, държан в дланта на ръката ви. Въпреки това, на дълги разстояния двигателят може да достави 20 пъти повече тяга на килограм гориво от традиционните ракети.
Ключово за йонната технология е нейната висока скорост на изгорелите газове. Йонният двигател може да работи на няколко стотин грама гориво на ден, което го прави лек. По-малкото тегло означава по-малко разходи за изстрелване, но космическият кораб с йон може да отиде много по-бързо и по-далеч от всеки друг космически кораб.
„Този тест, в комбинация с неотдавнашния тест на йонния двигател с висока мощност на електрически двигатели в изследователския център на Глен на НАСА, е друг пример за напредъка, който постигаме в разработването на технологиите, необходими за подпомагане на водещи мисии за космически проучвания в Слънчевата система и извън нея ", Каза Алън Нюхаус, директор, Проект Прометей. „Предизвикахме нашия екип с трудни цели за изпълнение и те демонстрират способността си да бъдат креативни в преодоляването на техническите предизвикателства.“
Проектът на НАСА Прометей прави стратегически инвестиции в космическа ядрена делене и технологии за електрическо задвижване, които биха позволили нов клас мисии към външната Слънчева система, с възможности, далеч надвишаващи възможностите при сегашните системи за захранване и задвижване. Първата подобна проучвана мисия, Юбитер Айси Лун Орбитър ще стартира през следващото десетилетие и ще осигури на НАСА значително подобрени научни и телекомуникационни възможности и възможности за проектиране на мисия. Вместо да генерира само сто вата електроенергия като мисиите Касини или Галилео, които използваха радиоизотопни термоелектрични генератори, орбитърът на Юпитер Icy Moons може да има до десетки хиляди вата мощност, увеличавайки потенциалната възвръщаемост на науката многократно.
Разработката на йонния двигател Nexis се осъществява от екип инженери от JPL; Aerojet, Redmond, Wash .; Електронни динамични устройства на Boeing, Torrance, Calif; Център за космически полети на НАСА Маршал, Хънтсвил, Ала; Държавен университет в Колорадо, Форт Колинс, Колорада; Технологичен институт в Джорджия, Атланта, Ga .; и Aerospace Corporation, Лос Анджелис, Калифорния.
За повече информация за Project Prometheus в Интернет, посетете: http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm.
Информация за предложената мисия на Юбитер Icy Moons Orbiter е достъпна на адрес: NASA Jimo MIssion.
Оригинален източник: НАСА / JPL News Release
