Avaruustutkimuksen seuraavan sukupolven suhteen tutkitaan useita keskeisiä tekniikoita. Avaruusalusten ja kantorakettien lisäksi, jotka voivat lähettää astronautteja kauempana aurinkokuntaan, NASA ja muut avaruusjärjestöt etsivät myös uusia käyttövoimia. Tavanomaisiin raketteihin verrattuna tavoitteena on luoda järjestelmiä, jotka tarjoavat luotettavan työntövoiman ja samalla varmistaa polttoainetehokkuuden.
Tätä varten NASA on parinut Kaliforniassa toimivan rakettien ja ohjusten propulsiovalmistajan Aerojet Rocketdynen kanssa kehittääkseen aurinkoenergian (SEP) Hall Effect -potkurin. Yhtiö, joka tunnetaan nimellä Advanced Electric Propulsion System (AEPS), suoritti äskettäin onnistuneen varhaisen järjestelmien integrointitestin tällä potkurilla, joka mahdollistaa syvän avaruustutkinnan ja kaupallisen tilan pyrkimykset.
Testi tapahtui NASA: n Glennin tutkimuskeskuksessa ja keskittyi purkaussyöttöyksikköön (DSU) ja tehonkäsittelyyksikköön (PPU), jotka yhdistettiin NASA: n kehittämään potkuriin ja testattiin sitten lämpö tyhjiökammiossa. Koe osoitti, että järjestelmä pystyi peittämään virran tehokkaasti, muuttamalla aurinkoenergian työntövoimaksi tuottaen samalla minimaalista hukkalämpöä.
Kuten Aerojet Rocketdynen toimitusjohtaja Eileen Drake sanoi äskettäisessä yrityksen lehdistötiedotteessa:
”AEPS-purkausyksikkömme suoritti poikkeuksellisesti, mikä tuotti merkittäviä muuntamisen tehokkuuden parannuksia, jotka ovat tärkeitä tulevaisuuden vaativissa tehtävissä. Nämä tulokset ovat osoitus Aerojet Rocketdyne -tiimin keskittymisestä ja omistautumisesta edistää huipputasoa tällä kriittisellä avaruustekniikan alueella. "
Samoin kuin perinteiset Hall Effect -potkurit, SEP luottaa sähkökenttään ponneaineen (useimmiten jalokaasun, kuten ksenonin) ionisoimiseksi ja kiihdyttämiseksi. SEP: n tapauksessa tarvittava sähkö tuotetaan aurinkokennoilla (tunnetaan myös nimellä aurinkopaneelit). Tällaisen järjestelmän välittömä etu on, että se voi tarjota työntövoiman, joka on verrattavissa tavanomaiseen kemialliseen käyttövoimajärjestelmään, mutta joka käyttää kymmenesosaa ponneainetta.
Käyttämällä 10 kW SEP -potkurijärjestelmää ja 425 kg (937 lbs) ksenonipotkuria, valjeta avaruusalukset pystyivät saavuttamaan maksiminopeuden 41 260 km / h (mph). Tämä viimeisin testi sisälsi 13 kilovatin järjestelmän, ja Aerodyne aikoo laajentaa sitä tulevina vuosina. Esimerkiksi 50 kW: n SEP-potkurijärjestelmä on suunniteltu käytettäväksi NASA: n ehdottamassa Lunar Orbital Platform-Gatewayssä (LOP-G) - aiemmin nimellä Deep Space Gateway.
Tämä avaruusasema, joka rakennetaan kiertoradalla Kuun ympärille, helpottaa tulevia operaatioita kuun pintaan, ja toimii myös lähtökohtana ensimmäisille miehitetyille matkoille Marsiin ja syvemmälle aurinkokuntaan. Kuten Drake ilmoitti:
”Pysymällä käyttövoiman tekniikan kärjessä, olemme asettuneet itsellemme tärkeästä roolista paitsi takaisin kuuhun, myös kaikissa tulevissa aloitteissa ihmisten lähettämiseksi Marsiin. AEPS on seuraavan sukupolven syvän avaruustutkimuksen eturintama ja olemme innoissamme siitä, että voimme olla masto. "
Tämän viimeisimmän testin suorittamisen jälkeen ryhmä siirtyy nyt suunnittelun viimeistely- ja varmennusvaiheeseen, jota seuraa kriittinen suunnittelun katsaus (CDR) - jossa potkurin suunnittelu viimeistellään ja puhdistetaan tuotantoa varten. Jos kaikki sujuu suunnitellusti, tämän järjestelmän 50 kW: n versio toimii voima- ja käyttöelementtinä (PPE) Lunar Orbital Platform-Gatewayllä (LOP-G).
Sen lisäksi, että se kehittää seuraavan sukupolven SEP-tekniikkaa NASA: lle, Aerodyne on vastuussa myös käyttövoimajärjestelmistä, jotka johtavat Marsin ilmakehän ja Volatile EvolutioN (MAVEN) -operaatioon, lähteisiin, spektritulkkaukseen, resurssien tunnistamiseen, turvallisuuteen, Regolith Exploreriin (OSIRIS-REx). ) ja äskettäin käynnistetyn Parker Solar Probe -sovelluksen.
Kaupallisessa tilassa Aerojet Rocketdyne vastaa myös potkurista, jotka johtavat United Launch Alliancen (ULA). Atlas V raketti, the kentauri ylemmän asteen kantoraketti ja Crew Capsule Escape Solid Rocket Motor (CCE SRM) Blue Originin aluksella Uusi paimen kapseli. Yhtiö kehittää myös vähemmän myrkyllisiä vihreitä ponneaineita vaihtoehtona hydratsiinipolttoaineelle osana NASAn vihreää ponneaineinfuusio-operaatiota (GPIM).
Ja kun NASA: lla on aika lähettää astronautit takaisin Kuuhun ja suorittaa "Matka Marsiin", Aerojet Rocketdynen moottorit toimivat avainasemassa. Niihin kuuluvat RS-25- ja RL-10-moottorit avaruusauhoitusjärjestelmän (SLS) ydin- ja ylemmälle vaiheelle sekä Orion-avaruusaluksen jettison-moottori - avainkomponentti Orionin käynnistyskeskuksessa (LAS).
Uudelleen käytettävien rakettien, avaruuslentokoneiden, yhden asteen kiertoradalla olevien rakettien ja muiden järjestelmien rinnalla Solar Electric Propulsion -yrityksen tarkoituksena on elvyttää avaruuden etsintää samalla, kun samalla vähennetään kustannuksia. Luotettavan työntövoiman ja polttoainetehokkuuden yhdistelmällä SEP-järjestelmät mahdollistavat pienemmät, kevyemmät ja halvemmat tehtävät, avaamalla uusia mahdollisuuksia avaruustutkimukseen.
