La propulsión eléctrica de alta potencia ( HiPEP ) es una variación del propulsor iónico para su uso en aplicaciones de propulsión eléctrica nuclear. [1] [2] [3] Fue probado en tierra en 2003 por la NASA y estaba destinado a ser utilizado en el Jupiter Icy Moons Orbiter , que fue cancelado en 2005.
El propulsor HiPEP se diferencia de los propulsores iónicos anteriores porque los iones de xenón se producen utilizando una combinación de microondas y campos magnéticos . La ionización se logra mediante un proceso llamado Resonancia Ciclotrónica Electrónica (ECR). En la ECR, la pequeña cantidad de electrones libres presentes en el gas neutro giran alrededor de las líneas del campo magnético estático. La frecuencia de las microondas inyectadas se ajusta para que coincida con esta girofrecuencia y se establece una resonancia. La energía se transfiere desde la parte polarizada de la derecha de la microondas a los electrones. Esta energía luego se transfiere al gas/ plasma a granel a través de las raras -pero importantes- colisiones entre electrones y neutros. Durante estas colisiones, los electrones pueden liberarse de los neutros, formando pares ion-electrón. El proceso es un medio altamente eficiente para crear un plasma en gases de baja densidad. Anteriormente, los electrones necesarios eran proporcionados por un cátodo hueco . [4]
El propulsor en sí pertenece a la clase de 20-50 kW, con un impulso específico de 6.000-9.000 segundos y una capacidad de producción de propulsante superior a 100 kg/kW. [2] El objetivo del proyecto, a junio de 2003, era alcanzar un nivel de preparación tecnológica de 4-5 en 2 años.
El prototipo previo al HiPEP produjo 670 milinewton ( mN ) de empuje a un nivel de potencia de 39,3 kW utilizando 7,0 mg/s de combustible, lo que dio un impulso específico de 9620 s. [2] [5] Reducido a 24,4 kW, el HiPEP utilizó 5,6 mg/s de combustible, lo que dio un impulso específico de 8270 s y 460 mN de empuje.
La fase 1 del desarrollo del HiPEP concluyó a principios de 2003. [6] Se completó el diseño conceptual del propulsor y se concluyeron las pruebas de los componentes individuales. Se construyó un propulsor de laboratorio a escala real para la fase 2 del desarrollo del HiPEP. Sin embargo, con la cancelación de la misión Jupiter Icy Moon Orbiter en 2005, el desarrollo del HiPEP también se detuvo. [7] Antes de la cancelación, el HiPEP completó una prueba de desgaste de 2000 horas. [8] [9]