אשראי תמונה: NASA / JPL
נבדק בהצלחה עיצוב חדש של מנוע יונים, שנבחן במשימת צדק Icy Moons Orbiter של נאס"א. זה היה מבחן הביצועים הראשון של מערכת ה- Xenon Ion Nuclear Electric, שתשתמש בכור גרעיני כדי לייצר חשמל למנוע היונים של החללית - מנועי יון קודמים, כמו ב- Deep Space 1 ו- SMART-1 הם מונעי שמש. המנוע החדש פעל פי 10 מהדחף של Deep Space 1, והוא אמור להיות מסוגל לפעול במשך 10 שנים; מספיק זמן לבקר בכל הירחים הקפואים של צדק שהם מועמדים פוטנציאליים לכל החיים.
תכנון מנוע חדש להנעה של יונים, אחת מכמה טכנולוגיות הנעה של מועמדים הנחקרות על ידי פרויקט Prometheus של נאס"א לשימוש אפשרי במשימה המוצעת של יופיטר אייסי מונס אורביטר, נבחן בהצלחה על ידי צוות מהנדסים במעבדת ההנעה של Jet של נאס"א, פסדינה, קליף.
האירוע סימן את מבחן הביצועים הראשון של מנוע יון גרעיני קסנון יוניון (Nexis) מנוע יונים בתנאי ההפעלה הגבוהים, בעלי עוצמה גבוהה ודחיפה גבוהה הנחוצים לשימוש ביישומי הנעה גרעינית. לצורך בדיקה זו מנוע ה- Nexis מופעל באמצעות חשמל חשמלי מסחרי. מנועי יונים המשמשים בחללית המוצעת של צדק אייסי מונס אורביטר ימשכו את כוחם מכור גרעיני בחלל. מנועי היונים, או הדחפים החשמליים, היו מניעים את המסלול סביב כל אחד מהעולמות הקפואים המקיפים את יופיטר - גנימד, קליסטו ואירופה - לערוך בדיקה נרחבת בטווח הרחוק של איפורם, היסטורייתם ופוטנציאלם לקיום חיים.
ד"ר ג'יימס פולק, החוקר הראשי של מנוע היונים בפיתוח ב- JPL, אמר "" ביום הראשון לבדיקת ביצועים הדגימה Nexis הדגימה את היעילות הגבוהה ביותר של כל מותחן קסנון יון שאי פעם נבדק. "
הבדיקה נערכה ב- 12 בדצמבר, באותו תא ואקום ב- JPL, בו מוקדם יותר השנה קבע מותחן יון חילוף הטיסה Deep Space 1 את שיא הסיבולת של כל הזמנים של 30,352 שעות (כמעט 3.5 שנים) של פעולה רציפה. מנוע ה- Nexis פעל ברמת הספק של למעלה מ 20 קילוואט, כמעט פי עשרה ממה שברחוב Deep Space 1, המאפשר דחף גדול יותר ובסופו של דבר מהירויות חלליות גבוהות יותר עבור מסת חללית נתונה. הוא נועד לעבד שני טונות מדליות של דלק, פי 10 מהיכולת של מנוע Deep Space 1, ולפעול במשך 10 שנים, פי שניים עד שלוש מחייהם של מותחן Deep Space 1.
חברי הצוות העובדים על מנוע Nexis סייעו גם בפיתוח מנוע היונים הראשון שאי פעם הוטס במשימת Deep Space 1 המצליחה ביותר של נאס"א, אשר אימתה 12 טכנולוגיות מתקדמות בסיכון גבוה, בהן השימוש במנוע היונים הראשון בחלל.
טום רנדולף, מנהל התוכנית של Nexis ב- JPL, אמר טום רנדולף, מנהל התוכנית של Nexis ב- JPL, "גיבור Nexis הוא צאצא גדול וביצועים גדולים יותר של מותחן Deep Space 1 שמשיג את חייו יוצאי הדופן. . "הביצועים המהפכניים של הדחף נובעים מתהליך עיצוב נרחב הכולל הדמיות באמצעות דגמי מחשב מפורטות שפותחו ואושרו עם מבחן החיים Deep Space 1 ונתוני בדיקות רכיבים אחרים."
שלא כמו הכוויות הקצרות והדחופות ביותר של מרבית מנועי הטילים הכימיים המשתמשים בדלקים מוצקים או נוזליים, מנוע היון פולט רק זוהר כחול קלוש של אטומי מטען חשמלי של קסנון - אותו גז שנמצא בצינורות הבזק בצילום ובנורות מגדלור רבות. דחף המנוע עדין כמו הכוח המופעל על ידי דף נייר המוחזק בכף היד. בכל אופן הארוך, המנוע יכול לספק דחף פי 20 לכל קילוגרם דלק מאשר רקטות מסורתיות.
המפתח לטכנולוגיית היונים הוא מהירות הפליטה הגבוהה שלה. מנוע היון יכול להפעיל כמה מאות גרם של דלק ליום, מה שהופך אותו למשקל קל. פחות משקל פירושו פחות עלות שיגור, ובכל זאת חללית מונעת יונים יכולה ללכת הרבה יותר מהר ורחוק מכל חללית אחרת.
"מבחן זה, בשילוב עם הבדיקה האחרונה של מנוע ההנעה החשמלית High Power חשמלי במרכז המחקר של גלן של נאס"א, הוא דוגמא נוספת להתקדמות שאנו מבצעים בפיתוח הטכנולוגיות הדרושות לתמיכה במשימות חקר חלל הדגל ברחבי מערכת השמש ומחוצה לה. "אמר אלן ניוהאוס, מנהל פרויקט פרומתאוס. "אתגרנו את הצוות שלנו עם יעדי ביצועים קשים והם מפגינים את יכולתם להיות יצירתיים בהתגברות על אתגרים טכניים."
פרויקט פרומתאוס של נאס"א מבצע השקעות אסטרטגיות בטכנולוגיות של ביקוע גרעיני בחלל ובטכנולוגיות הנעה חשמליות, שיאפשרו מחלקה חדשה של משימות למערכת השמש החיצונית, עם יכולות הרבה מעבר לאפשריות עם מערכות כוח והנעה נוכחיות. המשימה הראשונה שכזו שנחקרה, יופיטר אייסי מון אורביטר תשיק בעשור הבא ותספק לנאס"א יכולות מדעיות וטלקומוניקציה משופרות באופן משמעותי ואפשרויות עיצוב משימה. במקום לייצר רק מאות וואט חשמל כמו משימות קאסיני או גלילאו, שהשתמשו בגנרטורים תרמו-אלקטרוניים רדיו-איזוטופיים, יופיטר אייסי Moons אורביטר יכול היה להכיל עד עשרות אלפי וואט כוח, מה שמגדיל את החזרה המדעית הפוטנציאלית פעמים רבות.
פיתוח מנוע ה- Nexis ion מתבצע על ידי צוות מהנדסים מ- JPL; Aerojet, Redmond, Wash .; מכשירים דינמיים של בואינג אלקטרונים, טורנס, קליפורניה; מרכז טיסת החלל במרשל של נאס"א, האנטסוויל, אלוואה; אוניברסיטת קולורדו, פורט קולינס, קולו .; מכון הטכנולוגיה בג'ורג'יה, אטלנטה, גא .; ותאגיד האווירית, לוס אנג'לס, קליפורניה.
למידע נוסף על פרויקט פרומתאוס באינטרנט, בקר בכתובת: http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm.
מידע על המשימה המוצעת של יופיטר אייסי מונס אורביטר זמין ב: NASA Jimo MIssion.
המקור המקורי: מהדורת החדשות של NASA / JPL
