حقوق الصورة: ناسا
قامت وكالة ناسا باختبار محرك أيون جديد عالي الطاقة يمكن أن يمنح المركبة الفضائية المستقبلية المزيد من الدفع لإنجاز استكشاف النظام الشمسي. من المحتمل أن يعمل محرك مثل هذا على تشغيل مسبار JIMO مما يسمح له بالدخول والخروج من المدار حول العديد من أقمار المشتري وتحديدها بتفصيل كبير.
وصل مشروع بروميثيوس التابع لوكالة ناسا مؤخرًا إلى مرحلة مهمة مع أول اختبار ناجح لمحرك يمكن أن يؤدي إلى قدرات دفع ثورية لمهام استكشاف الفضاء في جميع أنحاء النظام الشمسي وخارجه.
تضمن الاختبار محرك أيون ذو دفع كهربائي عالي الطاقة (HiPEP). كان هذا الحدث هو الأول في سلسلة من اختبارات الأداء لإثبات السرعة العالية الجديدة والدفع العالي للطاقة اللازمة للاستخدام في تطبيقات الدفع الكهربائي النووي (NEP).
قال الدكتور جون فوستر ، المحقق الأساسي لمحرك أيون HiPEP في مركز جلين للأبحاث التابع لناسا ، كليفلاند: "كان الاختبار الأولي جيدًا للغاية". "تضمن الاختبار أكبر دافع لأيون الميكروويف على الإطلاق. إن استخدام الموجات الدقيقة للتأين سيمكن من استخدام موجات دفع طويلة العمر للغاية لاستكشاف الكون ".
تم إجراء الاختبار في غرفة فراغ في مركز الخليج للأبحاث. تم تشغيل محرك أيون HiPEP عند مستويات طاقة تصل إلى 12 كيلووات وأكثر من نطاق مكافئ من سرعات العادم من 60،000 إلى 80،000 متر في الثانية. تم تصميم الدافع لتوفير عمر من سبع إلى عشر سنوات بكفاءة عالية للوقود تزيد عن 6000 ثانية. مقياس لكمية الدفع لكل رطل من الوقود. هذا على النقيض من محركات مكوك الفضاء الرئيسية ، التي لها دفعة محددة تبلغ 460 ثانية.
يعمل جهاز HiPEP عن طريق تأين غاز الزينون باستخدام الموجات الدقيقة. يوجد في الجزء الخلفي من المحرك زوج من الشبكات المعدنية المستطيلة مشحونة بـ 6000 فولت من الجهد الكهربائي. تمارس قوة هذا المجال الكهربائي شدًا إلكتروستاتيكيًا قويًا على أيونات الزينون ، مما يسرعها وينتج الدفع الذي يدفع المركبة الفضائية. تم تصميم الشكل المستطيل ، وهو انحراف عن الدفعات الأسطوانية الأيونية المستخدمة من قبل ، للسماح بزيادة قوة المحرك والأداء عن طريق تمديد المحرك. يجب أن يوفر استخدام الموجات الدقيقة عمرًا أطول وقدرة على إنتاج الأيونات مقارنةً بأحدث التقنيات الحالية.
ستوفر هذه الفئة الجديدة من محركات الدفع NEP مزايا أداء كبيرة مقارنة بالمحرك الأيوني الذي تم نقله في Deep Space 1 في عام 1999. وتشمل التحسينات الإجمالية ما يصل إلى عامل 10 أو أكثر في الطاقة ؛ عامل من اثنين إلى ثلاثة في كفاءة الوقود ؛ عامل من أربعة إلى خمسة في جهد الشبكة ؛ عامل من خمسة إلى ثمانية في عمر الدافع ؛ وتحسن بنسبة 30 في المائة في كفاءة الدفع الشامل. سيستمر مهندسو مركز الخليج للأبحاث في اختبار وتطوير نموذج الدفع المحدد هذا ، وبلغت ذروته في اختبارات الأداء عند مستويات طاقة كاملة تبلغ 25 كيلووات.
قال آلان نيوهاوس ، مدير مشروع بروميثيوس: "يمثل هذا الاختبار قفزة هائلة في إظهار إمكانات التقنيات الأيونية المتقدمة ، والتي يمكن أن تدفع مهام استكشاف الفضاء الرائدة في جميع أنحاء النظام الشمسي وما بعده". "نحن نشيد بعمل غلين ومراكز ناسا الأخرى التي تدعم هذا البرنامج الطموح."
HiPEP هي واحدة من العديد من تقنيات الدفع المرشحة قيد الدراسة بواسطة Project Prometheus لاحتمال استخدامها في أول مهمة طيران مقترحة ، والمشتري Icy Moons Orbiter (JIMO). مدعومًا بمفاعل نووي صغير ، ستدفع أجهزة الدفع الكهربائية المركبة الفضائية JIMO لأنها تقوم بملاحظات قريبة من أقمار المشتري الثلاثة الجليدية ، Ganymede ، Callisto و Europa. يمكن أن تحتوي الأقمار الثلاثة على الماء ، وحيث توجد المياه ، هناك إمكانية للحياة.
يتم تطوير محرك أيون HiPEP من قبل فريق من المهندسين من GRC ؛ Aerojet ، Redmond ، Wash. ؛ أجهزة بوينج إلكترون الديناميكية ، تورانس ، كاليفورنيا. معهد أوهايو للفضاء ، كليفلاند ؛ جامعة ميشيغان ، آن أربور ، ميشيغان ؛ جامعة ولاية كولورادو ، فورت كولينز ، كولو. وجامعة ويسكونسن ، ماديسون ، ويس.
توجد صورة ذات جودة طباعة لمحرك أيون HiPEP في:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/PAO/pressrel/2003/03-079addm.html
للحصول على معلومات حول وكالة ناسا على الإنترنت ، قم بزيارة:
http://www.nasa.gov
لمزيد من المعلومات حول مركز غلين للأبحاث التابع لناسا ، قم بزيارة:
http://www.grc.nasa.gov
لمزيد من المعلومات حول Project Prometheus على الإنترنت ، تفضل بزيارة:
http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm
تتوفر معلومات حول JIMO على الإنترنت على:
http://spacescience.nasa.gov/missions/JIMO.pdf
المصدر الأصلي: بيان صحفي لوكالة ناسا
