Elektrische boegschroef met recordvermogen brengt Mars dichter bij de realiteit

Een team van NASA’s Laboratório van Propulsão tot Jato (JPL), in samenwerking met onderzoekers van Universidade van Princeton en Centro Glenn bij Cleveland, heeft met succes een prototype van een elektrische boegschroef afgevuurd die 25 keer krachtiger was dan alle eerder geteste op de Estados Unidos. Het magnetoplasmadynamische (MPD) systeem werkte op vermogensniveaus van 120 kilowatt en overtrof daarmee alle elektrische stuwraketten die momenteel in gebruik zijn op het ruimtevaartuig van het agentschap. De doorbraak markeert een beslissende stap in de richting van toekomstige menselijke missies naar Marte.

De tests vonden plaats in februari 2026 in de Condensable Metal Propellant (CoMeT) ​​Vacuümfaciliteit van JPL, een uniek nationaal laboratorium dat in staat is om veilig systemen te testen die gebruik maken van metaaldampdrijfgassen. Het prototype gebruikte lithiummetaaldamp als drijfgas en bereikte tijdens de vijf uitgevoerde ontstekingen temperaturen van meer dan 2.800 graden Celsius op de wolfraamelektrode.

Tecnologia die boven verwachting werkt

De MPD-thruster verschilt van conventionele elektrische systemen doordat hij hoge elektrische stromen gebruikt om te interageren met een magnetisch veld en het lithiumplasma elektromagnetisch te versnellen. De innovatieve aanpak van de Essa genereert een aanzienlijke en continue stuwkracht, zonder uitsluitend afhankelijk te zijn van zonne-energie, zoals bij eerdere generaties elektrische boegschroeven.

James Polk, senior onderzoeker bij JPL, benadrukte het belang van het resultaat. “We hebben niet alleen laten zien dat het drijfgas werkt, maar we hebben ook de energieniveaus bereikt die we als doel hadden.” De verzamelde gegevens bieden onderzoekers een solide basis om de uitdagingen van het opschalen van de productie het hoofd te bieden. De constructie en het ontwerp van het prototype vergden twee jaar intensief werk.

MPD-technologie is niet nieuw. Onderzoekers bestuderen het al sinds de jaren zestig, maar hebben nog nooit met zulke hoge vermogens gewerkt in de Estados Unidos. Een cruciaal aspect van de ontwikkeling was dat het lithiumaangedreven drijfgas voorafgaand aan deze tests “nooit operationeel had gevlogen”, waardoor dit een echte mijlpaal was voor de lucht- en ruimtevaarttechniek.

Eficiência revolutionair vergeleken met conventionele raketten

Elektrische stuwraketten bieden een aanzienlijk economisch en technisch voordeel ten opzichte van traditionele chemische raketten. Segundo, het JPL-team, kunnen deze systemen tot 90% minder drijfgas gebruiken dan de krachtige raketten die worden gebruikt om aan de zwaartekracht van de aarde te ontsnappen. Essa drastische vermindering van het brandstofverbruik verlaagt de kosten van ruimtemissies aanzienlijk.

Elektrische voortstuwing werkt volgens een fundamenteel ander principe dan chemische motoren. In plaats van brandstof te verbranden om onmiddellijke stuwkracht te genereren, verzamelt het energie en gebruikt het om kleine hoeveelheden geïoniseerd drijfgas te versnellen. Essa langzame, continue uitdrijving van gas produceert een aanhoudende stuwkracht die, gegeven voldoende tijd, snelheden bereikt die veel hoger zijn dan die van conventionele raketten. NASA’s Psyche-ruimtevaartuig, uitgerust met minder krachtige elektrische stuwraketten, heeft deze capaciteit al gedemonstreerd door met een snelheid van meer dan 200.000 kilometer per uur te reizen met behulp van een kleine maar constante kracht.

De onderzoekers zeggen dat lithiumaangedreven MPD-stuwraketten het potentieel hebben om op hoge vermogensniveaus te werken, drijfgas met opmerkelijke efficiëntie te gebruiken en aanzienlijk grotere stuwkracht te leveren dan systemen die momenteel in gebruik zijn. Combinados met een kernenergiebron zouden deze stuwraketten de lanceermassa van het ruimtevaartuig kunnen verminderen en de lading kunnen dragen die nodig is om mensen naar Marte te vervoeren.

Leia Também

NASA-tool vormt namen met afbeeldingen van aardse satellieten en gaat viraal

Fortnite zal servers in onderhoud hebben om update v40.30 te lanceren

WhatsApp werkt vanaf september niet meer op oude Android-telefoons

Desafios-technische gegevens en volgende stappen

Het team heeft een belangrijk obstakel geïdentificeerd: de hoge temperaturen die de MPD-stuwraketten tijdens bedrijf uitstralen, vereisen componenten die bestand zijn tegen thermische extremen. Het leveren van geschikte robuuste materialen zal de komende jaren van ontwikkeling “een cruciale uitdaging” zijn.

De onderzoekers stellen ambitieuze nieuwe doelen:

• Atingir heeft een vermogen tussen 500 kilowatt en 1 megawatt per propeller
• Desenvolver materialen die bestand zijn tegen temperaturen boven de 2.800 graden Celsius
• Garantir continu bedrijf gedurende meer dan 23.000 uur
• Integrar meerdere stuwraketten op één ruimtevaartuig
• Incorporar kernenergievoorzieningen voor Marte-missies

Een bemande missie naar Marte zou tussen de 2 en 4 megawatt aan energie nodig hebben om de planeet binnen een haalbare tijd te bereiken. Para voldoet aan deze vraag; het uiteindelijke ruimtevaartuig kan meerdere MPD-stuwraketten bevatten die gelijktijdig gedurende meer dan 23.000 uur, bijna drie jaar zonder onderbreking, kunnen werken.

Posicionamento als strategische prioriteit

NASA-beheerder Jared Isaacman noemde de test een historische ‘primeur’. “Dit is de eerste keer op de Estados Unidos dat een elektrisch voortstuwingssysteem op zulke hoge vermogensniveaus werkt”, zei hij. De test maakt deel uit van het Propulsão Nuclear Espacial (SNP)-programma van het agentschap, een initiatief dat de verkenning van geavanceerde technologieën voor toekomstige missies consolideert.

Isaacman bevestigde opnieuw de toewijding van NASA aan het langetermijndoel om een ​​Amerikaanse astronaut naar Marte te sturen. “Bij NASA werken we aan veel dingen tegelijk en zijn we niet uit het oog verloren dat Marte strategische investeringen doet die deze volgende grote sprong voorwaarts zullen maken.” De succesvolle proef toont “echte vooruitgang” aan in de richting van dit ambitieuze doel.

De geschiedenis van elektrische voortstuwing bij NASA gaat terug tot de Dawn- en Deep Space-1-missies, waarbij onderzoekers als James Polk kennis toepasten op voortstuwingssystemen. De ervaring met Aquela vormde de technische basis die nodig was voor de ontwikkeling van de door lithium aangedreven MPD-stuwraketten die nu worden getest.