Siste Nytt (NO)

Litiumplasmamotoren når rekord på 120 kilowatt i NASA-test

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

NASA gjennomførte en historisk test av en litiumdrevet magnetoplasmadynamic thruster på Laboratório fra Propulsão til Jato (JPL) på Califórnia, og oppnådde 120 kilowatt effekt. Resultatet markerer en ny rekord for elektriske fremdriftssystemer på Estados Unidos og representerer et avgjørende fremskritt for fremtidige bemannede oppdrag til Marte. Eksperimentet ble utført inne i et spesialisert vakuumkammer som simulerer de ekstreme forholdene i det dype rommet.

Detalhes rekord testteknikere

Thrusteren forvandlet litiumdamp til plasma, elektromagnetisk akselerert gjennom interaksjonen av intense elektriske strømmer med kraftige magnetiske felt. En wolframelektrode i hjertet av systemet tålte temperaturer over 2760 grader Celsius i løpet av fem påfølgende tenningssykluser, og demonstrerte bemerkelsesverdig stabilitet. Dataene som samles inn vil gi viktig informasjon for kontinuerlig forbedring av teknologien og dens anvendelse i fremtidige romfartøyer.

Testen var resultatet av mer enn to års utvikling fokusert på NASAs Propulsão Nuclear Espacial-program. Samarbeidet involverte Universidade av Princeton og Centro av Pesquisa Glenn, institusjoner som har bidratt betydelig til teknisk fremgang. James Polk, seniorforsker ved JPL, fremhevet at systemet ikke bare fungerte, men også nådde kraftnivåene satt som et første mål.

Componentes og systemdrift

  • Tungsten Eletrodo som tåler ekstreme temperaturer over 2760 grader Celsius.
  • Spesialisert vakuum Câmara som simulerer det dype rommiljøet nøyaktig.
  • Vapor litium som drivmiddel, valgt for lav ioniseringsenergi og plasmaeffektivitet.
  • Correntes intense elektriske og sterke magnetiske felt som genererer elektromagnetiske impulser.
  • Monitoramento trenger alle driftsparametere under testing.

Litium ble valgt som det ideelle drivstoffet på grunn av dets unike egenskaper. Sua lav ioniseringsenergi tillater effektiv konvertering til plasma, mens plasmaegenskapene garanterer bedre ytelse sammenlignet med konvensjonelle elektriske thrustere. Diferente av systemene som bruker elektriske felt for å akselerere ioner, magnetoplasmadynamiske motorer bruker både strømmer og magnetiske felt, noe som tillater drift med betydelig større kraft.

Histórico utvikling og innovasjon

Konseptet med magnetoplasmadynamiske thrustere går tilbake til forskning som startet på 1960-tallet, men overgangen fra teori til et fungerende system krevde gradvis fremgang over mange tiår. Den nylige testen ved JPL representerer kulminasjonen av en lang ingeniør- og forskningsprosess. Jared Isaacman, NASA-administrator, understreket at denne vellykkede ytelsen viser reell fremgang mot å sende amerikanske astronauter til Marte.

Byrået fortsetter å gjøre strategiske investeringer i avansert fremdrift som en del av sin langsiktige strategi for menneskelig romutforskning. Suksessen til testen baner vei for nye serier av eksperimenter som vil teste systemet under enda mer utfordrende forhold. Ingeniører har nå en solid plattform for å begynne å takle utfordringene med å skalere opp produksjonen og praktisk anvendelse i virkelige oppdrag.

Aplicações fremtidig interplanetarisk reise

Elektrisk fremdrift spiller allerede en grunnleggende rolle i moderne romutforskning. Missões som NASAs Psyche romfartøy bruker ion-thrustere som gir kontinuerlig skyvekraft i lange perioder, og når hastigheter på over 200 000 kilometer i timen. Litiumdrivstoffet forbedrer dette konseptet ved å operere med mye høyere effektnivåer, og tilbyr større skyvekraft og overlegen drivmiddelforbrukseffektivitet.

Esta innovativ kombinasjon kan drastisk redusere reisetiden for bemannede oppdrag til fjerne destinasjoner. Teknologien tillater også en reduksjon i den totale massen som kreves ved lansering, og optimaliserer oppdragsressursene. Litiumplasmamotorene er i stand til å håndtere kraftinnganger i størrelsesorden megawatt, noe som gjør dem kompatible med fremtidige kjernefysiske-elektriske fremdriftssystemer, en avgjørende komponent i NASAs strategi for Marte.

Desafios-teknikere for neste faser

Apesars første suksess, betydelige tekniske utfordringer må fortsatt overvinnes før magnetoplasmadynamiske 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. Et oppdrag med full bemanning til Marte kan kreve mellom 2 og 4 megawatt total effekt, med flere thrustere som opererer kontinuerlig i mer enn 23 000 timer.

Manter-ytelse over slike lengre perioder introduserer komplekse problemer knyttet til materialstyrke, termisk styring og generell systemstabilitet. Komponenter må tåle ekstrem varme og elektromagnetiske krefter uten nedbrytning. Arbeidet koordineres av NASAs Diretoria of Missões of Tecnologia Espacial, under ledelse av Centro of Voos Espaciais Marshall, som integrerer fremdriftsutvikling med fremskritt innen kjernekraftproduksjon for å muliggjøre fremtidig bemannet utforskning av Planeta Vermelho.