Kuvan luotto: NASA / JPL
Uusi ionimoottorisuunnittelu, jota harkitaan NASA: n Jupiter Icy Moons Orbiter -operaatiossa, on testattu onnistuneesti. Tämä oli ydinvoimalan ksenonionijärjestelmän ensimmäinen suorituskykytesti, joka käyttää ydinreaktoria sähkön tuottamiseen avaruusaluksen ionimoottorille - aikaisemmat ionimoottorit, kuten Deep Space 1: ssä ja SMART-1, ovat aurinkovoimaisia. Uusi moottori toimi 10-kertaisesti Deep Space 1: n työntövoiman kanssa, ja sen pitäisi voida toimia 10 vuotta; tarpeeksi aikaa käydä jokaisessa Jupiterin jäisessä kuussa, jotka ovat mahdollisia ehdokkaita elämään.
NASA: n Jet-propulsiolaboratorion laboratorio, Pasadena, Kalifornia, on onnistuneesti testannut uuden ionikäyttöisen moottorin suunnittelun, joka on yksi NASA: n Prometheus-tutkimuksen kohteena olevista useista ehdokaskäyttötekniikoista käytettäväksi ehdotetussa Jupiter Icy Moons Orbiter -operaatiossa.
Tapahtuma merkitsi ydinsähköisen ksenonionijärjestelmän (Nexis) ionimoottorin ensimmäistä suorituskykytestiä korkean hyötysuhteen, suuren tehon ja suuren työntövoiman käyttöolosuhteissa, joita tarvitaan ydinvoiman sähkökäyttösovelluksissa. Tätä testiä varten Nexis-moottori saa virtansa kaupallisella sähköteholla. Iupimoottorit, joita käytetään ehdotetussa Jupiter Icy Moons Orbiter -aluksen avaruusaluksessa, käyttäisivät voimansa aluksella olevassa avaruusydinreaktorissa. Ionimoottorit tai sähköpotkurit työntäisivät kiertoradan jokaisen Jupiteria kiertävän jäisen maailman ympärillä - Ganymede, Callisto ja Europa - tutkimaan laajalti ja läheisesti niiden meikkiä, historiaa ja elämän ylläpitämismahdollisuuksia.
"Nexis-potkuri osoitti suorituskykytestauksen ensimmäisenä päivänä kaikkien aikojen testattujen ksenoni-ionipuristimien suurimpia hyötysuhteita", kertoi JPL: n kehitteillä olevan ionimoottorin päätutkija tri James Polk.
Testi suoritettiin 12. joulukuuta samassa tyhjiökammiossa JPL: ssä, jossa aiemmin tänä vuonna Deep Space 1 -lennon varaioni-ohjaaja asetti kaikkien aikojen kestävyysrekisterin 30 352 tuntia (lähes 3,5 vuotta) jatkuvaa toimintaa. Nexis-moottori toimi yli 20 kilowatin tehotasolla, joka on lähes kymmenenkertainen Deep Space 1 -potkurin tehoon, mikä mahdollistaa suuremman työntövoiman ja lopulta suuremmat avaruusaluksen nopeudet tietylle avaruusaluksen massalle. Se on suunniteltu käsittelemään kaksi metristä tonnia ponneainetta, joka on 10-kertainen Deep Space 1 -moottorin kykyyn, ja se toimii 10 vuotta, kaksi tai kolme kertaa Deep Space 1 -potkurin käyttöikä.
Nexis-moottorilla työskentelevät ryhmän jäsenet auttoivat myös kehittämään ensimmäisen ionimoottorin, joka on koskaan lentänyt NASA: n erittäin menestyvälle Deep Space 1 -operaatiolle, joka validoi 12 korkean riskin edistynyttä tekniikkaa, muun muassa ensimmäisen ionimoottorin käyttöä avaruudessa.
"Nexis-potkuri on Deep Space 1 -potkurin suurempi, suorituskykyinen jälkeläinen, joka saavuttaa poikkeuksellisen elämänsä korvaamalla ennen avainkomponenteissa käytettyä metallia edistyneillä hiilipohjaisilla materiaaleilla", kertoi JPL: n Nexis-ohjelman johtaja Tom Randolph. . "Potkurin vallankumouksellinen suorituskyky on seurausta laajasta suunnitteluprosessista, joka sisältää simulaatioita, joissa käytetään yksityiskohtaisia tietokonemalleja, jotka on kehitetty ja validoitu Deep Space 1 -henkilökokeella, ja muuta komponenttitestiä."
Toisin kuin useimpien kiinteitä tai nestemäisiä polttoaineita käyttävien kemiallisten rakettimoottoreiden lyhyet, korkeapaineiset palovammat, ionimoottori säteilee vain ksenonin sähköisesti varautuneiden atomien heikosti sinistä hehkua - sama kaasu löytyy valokuvasäteilyputkista ja monista majakkalampuista. Moottorin työntövoima on yhtä lempeä kuin kämmenessä olevan paperiarkin kohdistama voima. Pitkän matkan aikana moottori voi kuitenkin tuottaa 20 kertaa enemmän työntövoimaa polttoainekiloa kohden kuin perinteiset raketit.
Ionitekniikan avain on sen korkea pakokaasunopeus. Ionimoottori voi käyttää muutama sata grammaa ponneainetta päivässä, mikä tekee siitä kevyen. Pienempi paino tarkoittaa vähemmän kustannuksia käynnistämiselle, mutta ionikäyttöinen avaruusalus voi mennä paljon nopeammin ja kauemmaksi kuin mikään muu avaruusalus.
”Tämä testi yhdessä äskettäin suoritetun suuritehoisen sähkömoottorin ionimoottorin testin kanssa NASA: n Glennin tutkimuskeskuksessa on toinen esimerkki edistyksestä, jota saavutamme kehitettäessä tekniikkaa, jota tarvitaan lippulaivaisten avaruusmatkailuoperaatioiden tukemiseen koko aurinkokunnan alueella ja sen ulkopuolella. ", Sanoi Prometheus-projektin johtaja Alan Newhouse. "Olemme haastaneet joukkueemme vaikeilla suoritustavoitteilla ja he osoittavat kykynsä olla luovia voittaessaan teknisiä haasteita."
NASA: n Prometheus-projekti on tekemässä strategisia investointeja avaruusydämien fissiovoimaan ja sähkökäyttöisiin tekniikoihin, jotka mahdollistaisivat uuden luokan tehtäviä ulkoiseen aurinkokuntaan, ja kapasiteetti ylittää nykyisten voima- ja käyttövoimajärjestelmien mahdollisuudet. Ensimmäinen tällainen tutkittavana oleva tehtävä, Jupiter Icy Moon Orbiter, käynnistyisi seuraavan vuosikymmenen aikana ja tarjoaisi NASA: lle huomattavasti parannettuja tieteellisiä ja tietoliikenneominaisuuksia sekä operaation suunnittelumahdollisuuksia. Sen sijaan, että tuotettaisiin vain satoja watteja sähköä, kuten Cassini- tai Galileo-operaatioissa, joissa käytettiin radioisotooppisia termosähkögeneraattoreita, Jupiter Icy Moons Orbiter -laitteella voi olla jopa kymmeniä tuhansia wattitehoa, mikä kasvattaa potentiaalista tieteen tuottoa moninkertaisesti.
Nexis-ionimoottorin kehittämistä hoitaa JPL: n insinöörit; Aerojet, Redmond, Wash .; Boeing elektroniset dynaamiset laitteet, Torrance, Kalifornia; NASA: n Marshall-avaruuslentokeskus, Huntsville, Ala .; Coloradon osavaltion yliopisto, Fort Collins, Colo .; Georgian teknillinen instituutti, Atlanta, Ga .; ja Aerospace Corporation, Los Angeles, Kalifornia.
Lisätietoja Prometheus-projektista Internetissä on osoitteessa http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm.
Tietoja ehdotetusta Jupiter Icy Moons Orbiter -operaatiosta on saatavana osoitteessa: NASA Jimo MIssion.
Alkuperäinen lähde: NASA / JPL -lehdistötiedote
