Laatste Nieuws (NL)

Lithiumplasmamotor bereikt recordvermogen van 120 kilowatt in NASA-test

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

NASA voerde een historische test uit van een door lithium aangedreven magnetoplasmadynamische boegschroef op Laboratório van Propulsão naar Jato (JPL) op Califórnia, waarbij een vermogen van 120 kilowatt werd bereikt. Het resultaat markeert een nieuw record voor elektrische voortstuwingssystemen op de Estados Unidos en vertegenwoordigt een cruciale vooruitgang voor toekomstige bemande missies naar de Marte. Het experiment werd uitgevoerd in een gespecialiseerde vacuümkamer die de extreme omstandigheden in de diepe ruimte simuleert.

Detalhes registreert testtechnici

De boegschroef transformeerde lithiumdamp in plasma, elektromagnetisch versneld door de interactie van intense elektrische stromen met krachtige magnetische velden. Een wolfraamelektrode in het hart van het systeem weerstond temperaturen van meer dan 2.760 graden Celsius gedurende vijf opeenvolgende ontstekingscycli, wat een opmerkelijke stabiliteit aantoonde. De verzamelde gegevens zullen essentiële informatie opleveren voor de voortdurende verbetering van de technologie en de toepassing ervan in toekomstige ruimtevaartuigen.

De test was het resultaat van meer dan twee jaar ontwikkeling gericht op NASA’s Propulsão Nuclear Espacial-programma. Bij de samenwerking waren Universidade van Princeton en Centro van Pesquisa Glenn betrokken, instellingen die aanzienlijk hebben bijgedragen aan de technische vooruitgang. James Polk, senior onderzoeker bij JPL, benadrukte dat het systeem niet alleen werkte, maar ook de energieniveaus bereikte die als aanvankelijk doel waren gesteld.

Componentes en systeembediening

  • Wolfraam Eletrodo is bestand tegen extreme temperaturen boven 2.760 graden Celsius.
  • Gespecialiseerd vacuüm Câmara dat de diepe ruimteomgeving nauwkeurig simuleert.
  • Vapor lithium als drijfgas, gekozen vanwege zijn lage ionisatie-energie en plasma-efficiëntie.
  • Correntes intense elektrische en sterke magnetische velden die elektromagnetische impulsen genereren.
  • Monitoramento heeft tijdens het testen alle bedrijfsparameters nodig.

Lithium werd gekozen als het ideale drijfgas vanwege zijn unieke eigenschappen. De lage ionisatie-energie van de Sua maakt een efficiënte conversie naar plasma mogelijk, terwijl de plasma-eigenschappen betere prestaties garanderen in vergelijking met conventionele elektrische stuwraketten. Diferente van de systemen die elektrische velden gebruiken om ionen te versnellen, gebruiken magnetoplasmadynamische motoren zowel stromen als magnetische velden, waardoor werking met aanzienlijk meer vermogen mogelijk is.

Histórico-ontwikkeling en innovatie

Het concept van magnetoplasmadynamische stuwraketten dateert uit onderzoek dat begon in de jaren zestig, maar de overgang van theorie naar een werkend systeem vereiste geleidelijke vooruitgang gedurende vele decennia. De recente test bij JPL vertegenwoordigt het hoogtepunt van een lang engineering- en onderzoeksproces. Jared Isaacman, NASA-beheerder, benadrukte dat deze succesvolle prestatie een echte vooruitgang aantoont in de richting van het sturen van Amerikaanse astronauten naar Marte.

Het agentschap blijft strategische investeringen doen in geavanceerde voortstuwing als onderdeel van zijn langetermijnstrategie voor bemande ruimteverkenning. Het succes van de test maakt de weg vrij voor een nieuwe reeks experimenten die het systeem onder nog uitdagendere omstandigheden zullen testen. Ingenieurs hebben nu een solide platform om de uitdagingen van het opschalen van de productie en praktische toepassing in echte missies aan te gaan.

Aplicações toekomstige interplanetaire reizen

Elektrische voortstuwing speelt al een fundamentele rol in de moderne ruimteverkenning. Missões maakt net als NASA’s Psyche-ruimtevaartuig gebruik van ionenstuwraketten die gedurende lange perioden continue stuwkracht leveren en snelheden bereiken van meer dan 200.000 kilometer per uur. Het lithium-drijfgas verbetert dit concept door op veel hogere vermogensniveaus te werken, waardoor een grotere stuwkracht en een superieur brandstofverbruik wordt geboden.

De innovatieve combinatie Esta kan de reistijd voor bemande missies naar verre bestemmingen drastisch verminderen. De technologie maakt ook een vermindering mogelijk van de totale massa die nodig is bij de lancering, waardoor de missiemiddelen worden geoptimaliseerd. De lithiumplasmamotoren kunnen een vermogen in de orde van megawatt verwerken, waardoor ze compatibel zijn met toekomstige nucleair-elektrische voortstuwingssystemen, een cruciaal onderdeel van NASA’s strategie voor Marte.

Desafios-technici voor de volgende fasen

Na het aanvankelijke succes van Apesar moeten er nog aanzienlijke technische uitdagingen worden overwonnen voordat magnetoplasmadynamische stuwraketten effectief een bemande missie naar Marte kunnen aandrijven. Het volgende doel van NASA is om het systeem op te schalen naar een vermogensbereik tussen 500 kilowatt en 1 megawatt per boegschroef. Een volledig bemande missie naar Marte kan tussen de 2 en 4 megawatt aan totaal vermogen vergen, waarbij meerdere stuwraketten meer dan 23.000 uur continu in bedrijf zijn.

De prestaties van Manter gedurende zulke lange perioden introduceren complexe problemen met betrekking tot materiaalsterkte, thermisch beheer en algehele systeemstabiliteit. Componenten moeten bestand zijn tegen extreme hitte en elektromagnetische krachten zonder degradatie. Het werk wordt gecoördineerd door NASA’s Diretoria van Missões van Tecnologia Espacial, onder leiding van Centro van Voos Espaciais Marshall, waarbij de voortstuwingsontwikkeling wordt geïntegreerd met de vooruitgang in de opwekking van kernenergie om toekomstige bemande verkenning van de Planeta Vermelho mogelijk te maken.