Új ionhajtóművet tesztel a NASA

A napokban mérföldkőhöz érkezett a NASA Prometheus projektje egy ionhajtómű első sikeres tesztjével, ami forradalmi képességekhez vezethet a Naprendszeren belüli és azon túli űrkutatásban.

A kísérlet egy Nagyenergiájú Elektromos Meghajtású (HiPEP) ionhajtóművet foglalt magában. Az esemény csak az első eleme volt egy teljesítménymérő tesztsorozatnak, melynek célja új, nagy sebességű és tolóerejű hajtómű demonstrálása a nukleáris elektromos meghajtású (NEP) alkalmazásokhoz.

"A kezdeti kísérletek rendkívül jól sikerültek" - mondta Dr. John Foster a HiPEP ionhajtómű főellenőre a NASA Glenn Kutató Központjának (GRC) munkatársa. "A tesztek során bemutatkozott a valaha épített legnagyobb mikrohullámú ionhajtómű. A mikrohullámok ionizációra való felhasználása kiemelkedően hosszú élettartamú hajtóműveket eredményezhet az univerzum kutatásához."


A kísérletet a GRC vákuumkamrájában hajtották végre. A HiPEP ionhajtóművet 12 kilowattos teljesítményszinten működtették. A hajtóművet úgy tervezték, hogy élettartama 7-10 év legyen nagy hajtóanyag hatásfok és több mint 6000 másodperces impulzus mellett. Ez az érték azt mutatja meg, hogy mennyi tolóerő képződik egy fontnyi (azaz fél kilogrammnyi) hajtóanyagból. Az űrsiklók főhajtóműve például 460 másodperces adott impulzussal bír.

A HiPEP hajtóművek a xenongáz mikrohullámokkal való ionizálásával működnek. A hajtómű hátsó részén egy pár téglalap alakú fémrács található, ami 6000 volt elektromos feszültséggel töltött. Ennek az elektromos mezőnek az ereje nagy elektrosztatikus húzást fejt ki a xenonionokra felgyorsítva azokat, és létrehozva az űrhajót előremozdító tolóerőt. A téglalap alak - ami szakít a korábban alkalmazott hengeres ionhajtóművek elvével - lehetővé teszi a hajtómű erejének és teljesítményének fokozását. A mikrohullámok használata sokkal hosszabb élettartamot és ionképző képességet biztosít a jelenlegi legkorszerűbb technikákhoz képest is.


Robert Jankovsky, a Glenn kutatója egy ionhajtóművel
A NEP hajtóművek ezen új generációja tekintélyes teljesítménybeli előnyökkel fog rendelkezni az 1999-ben felbocsátott Deep Space 1 ionhajtóművével szemben. Ezek közé tartozik az ereje, ami tízszeresére nőtt, hajtóanyag hatékonysága két-háromszorosára, élettartama nyolc-tízszeresére. A GRC mérnökei folytatják ennek a modellnek a tesztelését és fejlesztését, melynek csúcspontja a legmagasabb energiaszint, a 25 kilowattos teljesítményteszt lesz.

"Ez a kísérlet hatalmas ugrást jelent a fejlett ion technikákban rejlő lehetőségek bemutatásában, melyekkel a Naprendszeren belülre és túlra irányuló expedíciókat láthatjuk el hajtóművekkel" - mondta Alan Newhouse, a Prometheus projekt igazgatója. "Elismeréssel kell szólnunk a Glenn, valamint a programot támogató többi NASA központ munkájáról."


Balra egy 50 kW-os hajtómű, jobbra a tesztplatform - előrejelzések szerint mindössze 10 év alatt eljuttathat 2000 kg hasznos terhet a Plutó távolságáig
A HiPEP egyike annak a számos meghajtási technikának melyeket a Prometheus projekt keretein belül kitűzött első expedíció, a Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) kaphat. A kis nukleáris reaktorral felszerelt JIMO-t elektromos hajtóművek fogják előrevinni a Jupiter három holdja, a Ganymedes, a Callisto és az Europa körül végzendő megfigyeléseiben. Ez a három hold tartalmazhat vizet, és ahol víz van ott az élet is elképzelhető.