El elemento de propulsión y potencia ( PPE ), anteriormente conocido como sistema de propulsión del vehículo de redireccionamiento de asteroides , es un módulo de propulsión iónica solar eléctrico planificado que Maxar Technologies está desarrollando para la NASA . Es uno de los componentes principales de la Lunar Gateway . El PPE permitirá el acceso a toda la superficie lunar y a una amplia gama de órbitas lunares y funcionará también como remolcador espacial para naves visitantes. [3] [4]
El PPE comenzó originalmente a desarrollarse en el Laboratorio de Propulsión a Chorro como parte de la ahora cancelada Misión de Redirección de Asteroides , pero ahora está dirigido y administrado por el Centro de Investigación John H. Glenn de la NASA , en Cleveland , Ohio . Cuando se canceló ARM, la propulsión eléctrica solar se reutilizó como PPE para el Gateway. [5] [6] El PPE está diseñado para poder transferir el Gateway reutilizable a la órbita lunar. [4] También servirá como centro de comunicaciones del Gateway. [7] El PPE está destinado a tener una masa de lanzamiento de 5000 kg (11 000 lb) con propulsor que representa la mitad de esa masa [1] y la capacidad de generar 50 kW [8] de energía eléctrica solar utilizando paneles solares Roll Out para sus propulsores de efecto Hall , que pueden complementarse con propulsión química. [9] Actualmente está planeado para lanzarse en un Falcon Heavy no antes de 2027 junto con el módulo HALO . [2] [10]
El vehículo de redireccionamiento de asteroides era una nave espacial eléctrica solar robótica de alto rendimiento para la Misión de redireccionamiento de asteroides (ARM). La misión consistía en enviar la nave espacial a un asteroide cercano a la Tierra y capturar una roca de varias toneladas de la superficie con un dispositivo de agarre. Luego transportaría el asteroide a la órbita de la Luna, donde se podrían realizar misiones tripuladas para estudiarlo con mayor facilidad. [6] [11] La misión se canceló a principios de 2017 y el segmento de propulsión de la nave espacial se convirtió en el elemento de potencia y propulsión (PPE) para el Portal del Espacio Profundo, ahora conocido como el Portal. [5]
Durante la Misión de Redireccionamiento de Asteroides, las misiones de remolcadores espaciales se propusieron separar la logística de Marte que puede pasar más tiempo en el espacio que la tripulación en una misión separada, lo que podría haber reducido los costos hasta en un 60% (si se usara propulsión eléctrica solar avanzada (motores de iones) [12] ). También reducirían el riesgo general de la misión al permitir la verificación de sistemas críticos en Marte antes de que la tripulación abandone la Tierra. De esta manera, si algo sale mal en esa logística, la tripulación no está en peligro y el hardware puede simplemente repararse o relanzarse. [13] [14] [15] [16] [17] [18]
No sólo se aplicarían las tecnologías y diseños de propulsión eléctrica solar (SEP) a futuras misiones, sino que la nave espacial ARM se dejaría en una órbita estable para su reutilización. [13] [15] [14] El proyecto había establecido como base cualquiera de las múltiples capacidades de reabastecimiento de combustible. La carga útil específica para asteroides estaba en un extremo del bus de la nave espacial , ya sea para su posible remoción y reemplazo mediante un servicio futuro, o como una nave espacial separable y reutilizable, dejando un remolcador espacial calificado en el espacio cislunar. Esto facilitó la adaptación para Gateway, ya que el sistema de propulsión ya estaba diseñado para ser reutilizable en múltiples misiones. [19] [20] [21] [22] [23] Sin embargo, cuando se canceló el ARM, el desarrollo del bus y cualquier idea de remolcador reutilizable murieron, temporalmente. [5]
En 2017, un año después de que se creara el programa Artemis , el remolcador espacial ARM/bus de propulsión fue desempolvado y reutilizado como el sistema de propulsión principal para la estación espacial Gateway, y pasó a conocerse oficialmente como el Elemento de Propulsión y Potencia o PPE. [5] El PPE será una versión más pequeña del bus de redireccionamiento de asteroides. [5] [24] En 2018, el Gateway se separó de Artemis como un programa separado para permitir un aterrizaje en la Luna en 2024 sin tener que esperar a que se completara el Gateway. [25] [26]
El 1 de noviembre de 2017, la NASA encargó cinco estudios de cuatro meses de duración sobre formas asequibles de desarrollar el elemento de potencia y propulsión (PPE), con la esperanza de aprovechar los planes de empresas privadas. Estos estudios tenían un presupuesto combinado de 2,4 millones de dólares. Las empresas que realizaron los estudios de PPE fueron Boeing , Lockheed Martin , Orbital ATK , Sierra Nevada y Space Systems/Loral . [27] [8] Estos premios se suman al conjunto de premios NextSTEP-2 en curso realizados en 2016 para estudiar el desarrollo y fabricar prototipos terrestres de módulos de hábitat que podrían usarse en el Gateway, así como en otras aplicaciones comerciales, [28] por lo que es probable que el Gateway también incorpore componentes desarrollados en el marco de NextSTEP. [8] [29]
En mayo de 2019, la NASA contrató a Maxar Technologies para fabricar este módulo, que también suministrará energía eléctrica a la estación y se basa en el bus satelital de la serie SSL 1300 de Maxar . [30] El PPE utilizará propulsores de efecto Hall Busek de 6 kW y propulsores de efecto Hall del Sistema de Propulsión Eléctrica Avanzada (AEPS) de la NASA. [31] [32] [33] Maxar recibió un contrato de precio fijo de 375 millones de dólares para construir el PPE. La unidad de negocios SSL de Maxar, anteriormente conocida como Space Systems/Loral, liderará el proyecto. Maxar declaró que recibirá ayuda de Blue Origin y Draper Laboratory en el proyecto, con Blue Origin ayudando en el aspecto de seguridad y calificación humana, mientras que Draper trabajará con el desarrollo de la trayectoria y la navegación. [7] La NASA está suministrando al PPE un sistema de comunicaciones de banda S para proporcionar un enlace de radio con vehículos cercanos y un adaptador de acoplamiento pasivo para recibir el futuro Módulo de Utilización del Gateway. [7] Maxar afirmó que tienen experiencia en el manejo de componentes de alta potencia para la fabricación de satélites. Mencionaron que sus satélites tienen entre 20 y 30 kilovatios, mientras que el PPE será de unos 60 kilovatios, pero afirman que gran parte de la tecnología que ya han desarrollado seguirá siendo aplicable. [7] Después de un período de demostración de un año, la NASA "ejercería una opción contractual para asumir el control de la nave espacial". [26] Su tiempo de servicio previsto es de unos 15 años. [25]
Como se había planeado originalmente, el PPE sería compatible con el Estándar del Sistema de Acoplamiento Internacional (IDSS). [34] Esto significaba que cualquier nave espacial con capacidad IDSS podría teóricamente acoplarse al PPE, como Orion , la Estación Espacial Internacional , Dragon 2 , Dream Chaser y Boeing Starliner .
En 2020, la NASA anunció que el EPP se integraría antes del lanzamiento con HALO , el módulo de utilización renombrado. [35] En febrero de 2021, la NASA contrató a SpaceX para el lanzamiento de los elementos integrados mediante un vehículo de lanzamiento Falcon Heavy . [36]
A mediados de 2024, el módulo HALO alcanzó una finalización significativa y entró en la fase de pruebas de resistencia en las instalaciones de Thales Alenia. Una vez que se completen con éxito las pruebas de resistencia, está previsto que se envíe a las instalaciones de Northrop Grumman en EE. UU. para someterse a la preparación final del lanzamiento y la integración con el elemento de potencia y propulsión. [37]
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