Siste Nytt (NO)

NASA tester litiumplasmamotor for Mars og registrerer rekordkraft

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

NASA conducted a successful test of a lithium plasma thruster on its Laboratório from Propulsão to Jato (JPL), on Califórnia. The technology has achieved power levels of 120 kilowatts, a new record for electric propulsion systems on the Estados Unidos. Este-gjennombruddet representerer en betydelig milepæl i utviklingen av mer effektiv transport til dype rom, med potensial til å revolusjonere bemannede oppdrag ved Marte.

Resultatet etablert av magnetoplasmadynamic (MPD) thruster-testen signaliserer en viktig endring i måten mennesker vil kunne reise gjennom solsystemet. Initiativet er en del av byråets pågående arbeid med å forske på og implementere fremdriftsløsninger som drastisk forkorter transittidene for interplanetariske reiser. Innovasjonen lover å gjøre fremtidige utforskninger mer tilgjengelige og raskere.

Detalhes fra Teste Recorde på JPL

Det innovative eksperimentet, utført inne i JPLs spesialiserte vakuumkammer, simulerte de ekstreme forholdene i rommet. Esta-anlegget er spesielt designet for å trygt håndtere metalliske dampdrivmidler. Pela For første gang på flere år har en litiumdrevet MPD-thruster skutt med kraft som overgår ethvert elektrisk fremdriftssystem som for tiden er i drift på amerikanske romfartøyer. Suksess er resultatet av måneder med forberedelser.

Systemet fungerer ved å transformere litiumdamp til elektromagnetisk akselerert plasma. Isso oppstår gjennom samspillet mellom intense elektriske strømmer med kraftige magnetiske felt. I hjertet av thrusteren tålte en wolframelektrode temperaturer over 2760 grader Celsius. Ele forble glødende i fem påfølgende tenningssykluser, og demonstrerte bemerkelsesverdig stabilitet. Testen ga avgjørende data for kontinuerlig forbedring av systemet.

Jared Isaacman, NASA-administrator, fremhevet viktigheten av bragden. “Hos NASA jobber vi med mange ting samtidig, og vi har ikke mistet Marte av syne,” sa Isaacman. “Den vellykkede ytelsen til thrusteren vår i denne testen demonstrerer reell fremgang mot å sende en amerikansk astronaut til å trå til fots på Planeta Vermelho. Esta er første gang på Estados Unidos at et elektrisk fremdriftssystem opererer med så høye effektnivåer, og når 120 kilowatt. Continuaremos vil drive denne strategiske utforskningen av menneskelig plass fremover.”

Décadas av Desenvolvimento og Papel av Lítio

Konseptet bak MPD thrustere har en lang historie, som går tilbake til forskning som startet på 1960-tallet. Overgangen fra teori til et funksjonelt fremdriftssystem krevde imidlertid gradvis fremgang over mange tiår. Diferente av konvensjonelle elektriske thrustere, som bruker elektriske felt for å akselerere ioner, MPD-motorer bruker både elektriske strømmer og magnetiske felt for å generere skyvekraft. Esta-tilnærmingen tillater betydelig høyere effektdrift.

Hos JPL er denne siste testen kulminasjonen av mer enn to år med fokusert utvikling. Ele ble utført under NASAs Propulsão Nuclear Espacial-program. Samarbeid med NASAs Universidade av Princeton og Centro av Pesquisa Glenn var avgjørende for fremgang. Engenheiros anser litium for å være et ideelt drivmiddel på grunn av dets lave ioniseringsenergi og effektive plasmaegenskaper.

James Polk, seniorforsker ved JPL, uttrykte sin begeistring over resultatet. “Å designe og bygge disse thrusterne de siste to årene har vært en lang prosess som kulminerte i denne første testen,” sa Polk. “Det er et veldig viktig øyeblikk for oss, for ikke bare har vi demonstrert at drivmidlet fungerer, men vi har også nådd de effektnivåene vi hadde som mål. Sabemos at vi har en god testplattform for å begynne å møte utfordringene med å utvide produksjonen.” Dataene som samles inn vil være grunnleggende for en ny serie eksperimenter.

  • Tungsten Eletrodo, som tåler ekstreme temperaturer
  • Spesialisert vakuum Câmera som simulerer rommiljøet
  • Vapor litiumdrivmiddel, kjent for sin effektivitet
  • Interação av intense elektriske strømmer og sterke magnetiske felt
  • Monitoramento og presis kontroll av alle parametere.

Potencial til Viagens Interplanetárias Aceleradas

Elektrisk fremdrift spiller allerede en grunnleggende rolle i moderne romutforskning. Missões som NASAs Psyche romfartøy, for eksempel, bruker solcelledrevne ion-thrustere som gir kontinuerlig, men likevel lav skyvekraft i lange perioder. Esses-systemer kan nå hastigheter på over 200 000 kilometer i timen over tid. Den litiumdrevne MPD-thrusteren forbedrer dette konseptet betydelig.

Ele opererer med mye høyere effektnivåer, og tilbyr både større skyvekraft og overlegen drivmiddelforbrukseffektivitet. Esta innovativ kombinasjon kan drastisk redusere reisetiden som kreves for bemannede oppdrag til fjerne destinasjoner. Além-teknologi tillater også en reduksjon i den totale massen som kreves ved lansering, og optimaliserer oppdragsressursene.

Litiumplasmamotorer er også i stand til å håndtere kraftinnganger i megawattområdet. Essa-evne gjør dem kompatible med fremtidige kjernefysiske-elektriske fremdriftssystemer, en avgjørende komponent i NASAs langsiktige strategi for Marte. Rent praktisk betyr dette at romfartøyer vil kunne frakte tyngre nyttelast og romme større mannskaper. Elas vil opprettholde høye hastigheter under interplanetarisk reise. Teknologien fyller et viktig teknologisk gap.

Próximos Passos og Desafios av Engenharia

Apesar fra suksessen til den første testen, er det fortsatt betydelige tekniske utfordringer som må overvinnes. Isso er nødvendig før MPD thrustere effektivt kan drive et bemannet oppdrag til Marte. NASAs neste mål er å skalere systemet til et effektområde mellom 500 kilowatt og 1 megawatt per thruster. Esta-skalering er avgjørende for relevante applikasjoner i romfart.

Et oppdrag med full bemanning til Marte kan kreve mellom 2 og 4 megawatt total effekt. Isso innebærer at flere thrustere opererer kontinuerlig i mer enn 23 000 timer. Manter denne ytelsen for slike lengre perioder introduserer komplekse problemer knyttet til styrken til materialene. Também-utfordringer oppstår i termisk styring og generell systemstabilitet. Komponenter må tåle ekstrem varme og elektromagnetiske krefter uten nedbrytning.

Engenheiros er spesielt fokusert på å sikre at elektroder og strukturelle elementer tåler gjentatte sykluser uten kritiske feil. Arbeidet koordineres av NASAs Diretoria of Missões of Tecnologia Espacial, under ledelse av Centro of Voos Espaciais Marshall. Este-innsatsen integrerer fremdriftsutvikling med fremskritt innen kjernekraftproduksjon. Målet er å danne en sammenhengende strategi for å muliggjøre bemannede oppdrag til Marte i de kommende tiårene.

↓ Continue lendo ↓