Mitä tulee seuraavan sukupolven avaruustutkimukseen, useita keskeisiä teknologioita tutkitaan. Avaruusalusten ja kantorakettien lisäksi, jotka pystyvät lähettämään astronautteja kauemmaksi aurinkokuntaan, NASA ja muut avaruusjärjestöt tutkivat myös uusia käyttövoimakeinoja. Perinteisiin raketteihin verrattuna tavoitteena on luoda järjestelmiä, jotka tarjoavat luotettavan työntövoiman ja varmistavat samalla polttoainetehokkuuden.
Tätä tarkoitusta varten NASA on kehittänyt parin Kaliforniassa toimivan Aerojet Rocketdynen kanssa, joka on rakettien ja ohjusten työntövoiman valmistaja. Aurinkosähkökäyttöinen propulsio (SEP) Hall-efektipotkuri. Yhtiö tunnetaan nimellä Advanced Electric Propulsion System (AEPS). äskettäin valmistunut onnistunut varhainen järjestelmäintegraatiotesti tälle potkurille, joka mahdollistaa syväavaruuden tutkimustehtävät sekä kaupalliset avaruusyritykset.
Testi suoritettiin NASAn Glenn Research Centerissä ja keskittyi purkaussyöttöyksikköön (DSU) ja tehonkäsittelyyksikköön (PPU), jotka yhdistettiin NASA:n kehityspotkuriin ja testattiin sitten lämpötyhjiökammiossa. Testi osoitti, että järjestelmä pystyi peittämään tehoa tehokkaasti muuttaen aurinkoenergian työntövoimaksi tuottaen samalla mahdollisimman vähän hukkalämpöä.
Aerojet Rockeydyne yhteistyössä NASAn kanssa suoritti äskettäin onnistuneen testin seuraavan sukupolven Solar Electric Propulsion (SEP) -järjestelmälleen. Kiitos: NASA
Kuten Eileen Drake, Aerojet Rocketdynen toimitusjohtaja, sanoi hiljattain eräässä yhtiössä Lehdistötiedote :
'AEPS-purkausyksikkömme suoriutui poikkeuksellisen hyvin, mikä tuotti merkittäviä muunnostehokkuuden parannuksia, jotka ovat tärkeitä tulevia vaativia tehtäviä varten. Nämä tulokset ovat osoitus Aerojet Rocketdyne -tiimin keskittymisestä ja omistautumisesta tämän kriittisen avaruusteknologian huipputason edistämiseen.
Kuten perinteiset Hall Effect -potkurit, SEP luottaa sähkökenttään ponneaineen (useimmissa tapauksissa jalokaasun, kuten ksenonin) ionisoimiseksi ja kiihdyttämiseksi. SEP:n tapauksessa tarvittava sähkö tuotetaan aurinkokennoilla (alias aurinkopaneeleilla). Välitön hyöty tällaisesta järjestelmästä on, että se pystyy tarjoamaan tavanomaiseen kemialliseen propulsiojärjestelmään verrattavan työntövoiman, mutta käyttämällä kymmenesosaa ponneaineesta.
Käyttämällä 10 kW:n SEP-potkurijärjestelmää ja 425 kg (937 lbs) ksenonponneainetta,Aamunkoittoavaruusalus kykeni saavuttamaan maksiminopeuden 41 260 km/h (mph). Tämä viimeisin testi sisälsi 13 kilowatin järjestelmän, ja Aerodyne aikoo laajentaa sitä tulevina vuosina. Esimerkiksi NASAn ehdotuksessa on suunniteltu käytettäväksi 50 kW:n SEP-potkurijärjestelmää Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) – tunnettiin aiemmin nimellä Deep Space Gateway .
Taiteilijan mielikuva Deep Space Gatewaysta, jota Lockheed Martin parhaillaan kehittää. Kiitos: NASA
Tämä avaruusasema, joka rakennetaan Kuun kiertoradalle, helpottaa tulevia tehtäviä Kuun pinnalle sekä toimii lähtöpisteenä ensimmäisille miehistöille Marsiin ja syvemmälle aurinkokuntaan. Drakena ilmoitettu :
'Pysymällä propulsiotekniikan kärjessä olemme asettanut itsemme tärkeälle roolille paitsi Kuuhun palaamisessa, myös kaikissa tulevissa aloitteissa ihmisten lähettämiseksi Marsiin. AEPS on uuden sukupolven syväavaruuden tutkimuksen etujoukko, ja olemme innoissamme mastolla.'
Kun tämä uusin testi on valmis, tiimi siirtyy nyt suunnittelun viimeistely- ja varmistusvaiheeseen, jota seuraa kriittinen suunnittelutarkistus (CDR), jossa potkurin suunnittelu viimeistellään ja hyväksytään tuotantoa varten. Jos kaikki menee suunnitellusti, tämän järjestelmän 50 kW:n versio toimii teho- ja propulsioelementtinä (PPE) Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G).
Sen lisäksi, että Aerodyne kehittää NASAlle seuraavan sukupolven SEP-teknologiaa, se vastaa myös propulsiojärjestelmistä, jotka käyttävät Marsin ilmakehä ja haihtuva evoluutioN (MAVEN) -tehtävä, Alkuperä, spektrin tulkinta, resurssien tunnistaminen, suojaus, Regolith Explorer (OSIRIS-REx) -tehtävä ja äskettäin käynnistetty Parker Solar Probe .
Kaupallisella alalla Aerojet Rocketdyne on vastuussa myös potkureista, jotka käyttävät United Launch Alliancen (ULA) voimaa. Atlas V raketti, Kentauriylävaiheen kantoraketti ja Crew Capsule Escape Solid Rocket Motor (CCE SRM) Blue Originin kyydissä Uusi Shephard kapseli. Yhtiö kehittää myös vähämyrkyisiä vihreitä ponneaineita vaihtoehtona hydratsiinipolttoaineelle osana NASAn Vihreän ponneaineen infuusiotehtävä (GPIM).
Vasemmalla NASAn Space Launch System (SLS) ja Orion Multi-Purpose Crew Vehicle (oikealla) taiteilijakonsepti. Kiitos: NASA
Ja kun NASAn on aika lähettää astronautit takaisin Kuuhun ja suorittaa 'matkansa Marsiin', Aerojet Rocketdynen moottoreilla on keskeinen rooli. Näihin kuuluvat RS-25- ja RL-10-moottorit ytimen ja ylemmän vaiheen moottorille Avaruuden laukaisujärjestelmä (SLS) sekä poistomoottori Orion-avaruusalus – Orionin Launch Abort Systemin (LAS) keskeinen osa.
Uudelleenkäytettävien rakettien, avaruuslentokoneiden, yksivaiheisten kiertoradalle suuntautuvien rakettien ja muiden järjestelmien ohella Solar Electric Propulsionissa on kyse avaruustutkimuksen elvyttämisestä ja samalla kustannusten alentamisesta. Luotettavan työntövoiman ja polttoainetehokkuuden yhdistelmän ansiosta SEP-järjestelmät mahdollistavat pienempiä, kevyempiä ja halvempia tehtäviä, mikä avaa uusia mahdollisuuksia avaruustutkimukselle.
Lisälukemista: Aerojet Rocketdyne