Berita Terkini (MS)

NASA menguji enjin plasma litium untuk Marikh dan merekodkan kuasa rekod

Nasa
Foto: Nasa - John M. Chase/ Shutterstock.com

NASA telah menjalankan ujian yang berjaya untuk pendorong plasma litium pada Laboratórionya daripada Propulsão kepada Jato (JPL), pada Califórnia. Teknologi ini telah mencapai tahap kuasa 120 kilowatt, satu rekod baharu untuk sistem pendorong elektrik pada Estados Unidos. Kejayaan Este mewakili satu peristiwa penting dalam pembangunan pengangkutan yang lebih cekap ke angkasa lepas, dengan potensi untuk merevolusikan misi berawak di Marte.

Keputusan yang ditubuhkan oleh ujian pendorong magnetoplasmadynamic (MPD) menandakan perubahan penting dalam cara manusia akan dapat melakukan perjalanan melalui sistem suria. Inisiatif ini adalah sebahagian daripada usaha berterusan agensi untuk menyelidik dan melaksanakan penyelesaian pendorongan yang memendekkan masa transit secara drastik untuk perjalanan antara planet. Inovasi menjanjikan untuk menjadikan penerokaan masa depan lebih mudah diakses dan lebih pantas.

Detalhes daripada Teste Recorde di JPL

Percubaan inovatif, yang dijalankan di dalam ruang vakum khusus JPL, mensimulasikan keadaan ruang yang melampau. Kemudahan Esta direka khusus untuk mengendalikan propelan wap logam dengan selamat. Pela Buat pertama kali dalam beberapa tahun, pendorong MPD berkuasa litium telah ditembak dengan kuasa yang mengatasi mana-mana sistem pendorong elektrik yang sedang beroperasi pada kapal angkasa Amerika. Kejayaan adalah hasil daripada persiapan berbulan-bulan.

Sistem ini beroperasi dengan mengubah wap litium menjadi plasma dipercepatkan secara elektromagnet. Isso berlaku melalui interaksi arus elektrik yang kuat dengan medan magnet yang kuat. Di tengah-tengah pendorong, elektrod tungsten menahan suhu melebihi 2,760 darjah Celsius. Ele kekal pijar untuk lima kitaran pencucuhan berturut-turut, menunjukkan kestabilan yang luar biasa. Ujian ini menyediakan data penting untuk penambahbaikan berterusan sistem.

Jared Isaacman, pentadbir NASA, menekankan kepentingan pencapaian itu. “Di NASA, kami mengusahakan banyak perkara sekaligus dan kami tidak melupakan Marte,” kata Isaacman. “Prestasi kejayaan pendorong kami dalam ujian ini menunjukkan kemajuan sebenar ke arah menghantar angkasawan Amerika untuk menjejakkan kaki di Planeta Vermelho. Esta ialah kali pertama pada Estados Unidos sistem pendorong elektrik beroperasi pada tahap kuasa tinggi sedemikian, mencecah 120 kilowatt. Continuaremos sedang membuat penerokaan angkasa lepas yang strategik yang akan memacu ke hadapan yang strategik ini.”

Décadas daripada Desenvolvimento dan Papel daripada Lítio

Konsep di sebalik pendorong MPD mempunyai sejarah yang panjang, sejak penyelidikan bermula pada tahun 1960-an. Walau bagaimanapun, peralihan daripada teori kepada sistem pendorong berfungsi memerlukan kemajuan beransur-ansur selama beberapa dekad. Diferente daripada pendorong elektrik konvensional, yang menggunakan medan elektrik untuk mempercepatkan ion, motor MPD menggunakan kedua-dua arus elektrik dan medan magnet untuk menjana tujahan. Pendekatan Esta membolehkan operasi kuasa yang jauh lebih tinggi.

Di JPL, ujian baru-baru ini adalah kemuncak pembangunan fokus lebih daripada dua tahun. Ele telah dilakukan di bawah program Propulsão Nuclear Espacial NASA. Kerjasama dengan Universidade Princeton dan Centro Pesquisa Glenn NASA adalah penting untuk kemajuan. Engenheiros menganggap litium sebagai propelan yang ideal kerana tenaga pengionan yang rendah dan ciri plasma yang cekap.

James Polk, saintis penyelidikan kanan di JPL, menyatakan keterujaannya tentang hasilnya. “Mereka bentuk dan membina pendorong ini sejak dua tahun lalu merupakan proses yang panjang yang memuncak dalam ujian pertama ini,” kata Polk. “Ia adalah detik yang sangat penting bagi kami, kerana kami bukan sahaja telah menunjukkan bahawa bahan dorong berfungsi, tetapi kami juga telah mencapai tahap kuasa yang kami ada sebagai matlamat. Sabemos bahawa kami mempunyai platform ujian yang baik untuk mula menghadapi cabaran mengembangkan pengeluaran.” Data yang dikumpul akan menjadi asas untuk siri percubaan baharu.

  • Tungsten Eletrodo, yang menahan suhu yang melampau
  • Vakum khusus Câmera yang menyerupai persekitaran ruang
  • Propelan litium Vapor, terkenal dengan kecekapannya
  • Interação arus elektrik yang kuat dan medan magnet yang kuat
  • Monitoramento dan kawalan tepat semua parameter.

Potencial kepada Viagens Interplanetárias Aceleradas

Pendorongan elektrik sudah memainkan peranan asas dalam penerokaan angkasa lepas moden. Missões seperti kapal angkasa Psyche NASA, contohnya, menggunakan pendorong ion berkuasa solar yang memberikan tujahan berterusan, namun rendah, untuk jangka masa yang lama. Sistem Esses boleh mencapai kelajuan melebihi 200,000 kilometer sejam dari semasa ke semasa. Pendorong MPD berkuasa litium menambah baik konsep ini dengan ketara.

Ele beroperasi pada tahap kuasa yang lebih tinggi, menawarkan kedua-dua tujahan yang lebih besar dan kecekapan penggunaan propelan yang unggul. Gabungan inovatif Esta boleh mengurangkan masa perjalanan yang diperlukan secara drastik untuk misi dikendalikan ke destinasi yang jauh. Teknologi Além juga membolehkan pengurangan jumlah jisim yang diperlukan semasa pelancaran, mengoptimumkan sumber misi.

Enjin plasma litium juga mampu mengendalikan input kuasa dalam julat megawatt. Keupayaan Essa menjadikannya serasi dengan sistem pendorongan elektrik nuklear masa hadapan, komponen penting dalam strategi jangka panjang NASA untuk Marte. Dari segi praktikal, ini bermakna kapal angkasa akan dapat membawa muatan yang lebih berat dan menampung krew yang lebih besar. Elas akan mengekalkan kelajuan tinggi semasa perjalanan antara planet. Teknologi ini mengisi jurang teknologi yang penting.

Próximos Passos dan Desafios daripada Engenharia

Apesar daripada kejayaan ujian awal, cabaran kejuruteraan yang besar masih perlu diatasi. Isso diperlukan sebelum pendorong MPD dapat menggerakkan misi dikendalikan dengan berkesan kepada Marte. Matlamat NASA seterusnya adalah untuk menskalakan sistem kepada julat kuasa antara 500 kilowatt dan 1 megawatt setiap pendorong. Penskalaan Esta adalah penting untuk aplikasi yang berkaitan dalam misi angkasa lepas.

Misi penuh krew ke Marte mungkin memerlukan antara 2 dan 4 megawatt jumlah kuasa. Isso membayangkan bahawa berbilang pendorong beroperasi secara berterusan selama lebih daripada 23,000 jam. Manter prestasi ini untuk tempoh yang berpanjangan itu memperkenalkan isu rumit yang berkaitan dengan kekuatan bahan. Cabaran Também timbul dalam pengurusan haba dan kestabilan sistem keseluruhan. Komponen mesti menahan haba yang melampau dan daya elektromagnet tanpa degradasi.

Engenheiros tertumpu terutamanya untuk memastikan elektrod dan elemen struktur menahan kitaran berulang tanpa kegagalan kritikal. Kerja ini diselaraskan oleh Diretoria Missões Tecnologia Espacial NASA, di bawah pimpinan Centro Voos Espaciais Marshall. Usaha Este menyepadukan pembangunan pendorongan dengan kemajuan dalam penjanaan kuasa nuklear. Matlamatnya adalah untuk membentuk strategi padu bagi membolehkan misi berawak ke Marte dalam dekad akan datang.

↓ Continue lendo ↓