Bildekreditt: NASA
NASA har testet en ny jonemotor med høy effekt som kan gi fremtidig romfartøy betydelig mer kraft for å oppnå utforskning av solsystemet. En motor som denne vil trolig drive JIMO-sonden slik at den kan gå inn og ut av bane rundt flere av Jupiters måner og kartlegge dem i detalj.
NASAs Project Prometheus nådde nylig en viktig milepæl med den første vellykkede testen av en motor som kan føre til revolusjonerende fremdriftsevner for romutforskningsoppdrag i hele solsystemet og utover.
Testen involverte en High Power Electric Propulsion (HiPEP) ionemotor. Arrangementet markerte det første i en serie ytelsestester for å demonstrere ny høyhastighets- og høyeffektkraft som trengs for bruk i kjernefysiske fremdriftsapplikasjoner (NEP).
"Den første testen gikk ekstremt bra," sier Dr. John Foster, den primære etterforskeren av HiPEP-ionemotoren ved NASAs Glenn Research Center (GRC), Cleveland. "Testen involverte den største mikrobølge-ion-thrusteren som noen gang er bygget. Bruken av mikrobølger for ionisering ville muliggjøre veldig lang levetid for å undersøke universet, ”sa han.
Testen ble utført i et vakuumkammer ved GRC. HiPEP-ion-motoren ble drevet med effektnivåer opp til 12 kilowatt og over et tilsvarende utvalg av eksoshastigheter fra 60.000 til 80.000 meter per sekund. Thrusteren er designet for å gi syv til ti år levetid med høy drivstoffeffektivitet på mer enn 6000 sekunder spesifikk impuls; et mål på hvor mye kraft som genereres per kilo drivstoff. Dette er en kontrast til Space Shuttle hovedmotorer, som har en spesifikk impuls på 460 sekunder.
HiPEP-thrusteren opererer ved å ionisere xenongass med mikrobølger. På baksiden av motoren er et par rektangulære metallgitter som er ladet med 6000 volt elektrisk potensial. Kraften til dette elektriske feltet utøver et sterkt elektrostatisk trekk på xenonionene, akselererer dem og produserer skyvet som driver romfartøyet. Den rektangulære formen, som er avgang fra de sylindriske ionetrusterne som ble brukt før, var designet for å gi økt motoreffekt og ytelse ved å strekke motoren. Bruk av mikrobølger bør gi mye lengre levetid og ioneproduksjonskapasitet sammenlignet med dagens moderne teknologier.
Denne nye klassen av NEP-thrustere vil tilby betydelige ytelsesfordeler i forhold til ionemotoren som ble fløyet på Deep Space 1 i 1999. Generelle forbedringer inkluderer opp til en faktor på 10 eller mer i kraft; en faktor på to til tre i drivstoffeffektivitet; en faktor på fire til fem i nettets spenning; en faktor på fem til åtte i thrusterlevetid; og 30 prosent forbedring av generell thruster-effektivitet. GRC-ingeniører vil fortsette å teste og utvikle denne spesielle thrustermodellen, og kulminere med ytelsestester ved full effekt på 25 kilowatt.
"Denne testen representerer et stort sprang når det gjelder å demonstrere potensialet for avanserte ioneteknologier, som kan fremdrive flaggskipets utforskningsoppdrag i hele solsystemet og utover," sa Alan Newhouse, direktør, prosjekt Prometheus. "Vi berømmer arbeidet til Glenn og de andre NASA-sentrene som støtter dette ambisiøse programmet."
HiPEP er en av flere fremdriftsteknologier for kandidater som studeres av Project Prometheus for mulig bruk på det første foreslåtte flyoppdraget, Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO). Drevet av en liten kjernefysisk reaktor ville elektriske thrustere drive JIMO-romfartøyet når det gjennomfører observasjoner på nært hold av Jupiters tre iskalde måner, Ganymede, Callisto og Europa. De tre månene kan inneholde vann, og der det er vann, er det mulighet for liv.
Utvikling av HiPEP-ionemotoren blir utført av et team av ingeniører fra GRC; Aerojet, Redmond, Wash .; Boeing Electron Dynamic Devices, Torrance, California; Ohio Aerospace Institute, Cleveland; University of Michigan, Ann Arbor, Mich .; Colorado State University, Fort Collins, Colo .; og University of Wisconsin, Madison, Wis.
Et utskriftskvalitetsfoto av HiPEP ion-motoren er på:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/PAO/pressrel/2003/03-079addm.html
For informasjon om NASA på Internett, besøk:
http://www.nasa.gov
For mer informasjon om NASAs Glenn Research Center, besøk:
http://www.grc.nasa.gov
For mer informasjon om Project Prometheus på Internett, besøk:
http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm
Informasjon om JIMO er tilgjengelig på Internett på:
http://spacescience.nasa.gov/missions/JIMO.pdf
Originalkilde: NASA News Release
