La propulsión eléctrica de alta potencia ( HiPEP ) es una variación del propulsor de iones 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 Júpiter Icy Moons Orbiter , que fue cancelado en 2005.
El propulsor HiPEP se diferencia de los propulsores de iones anteriores porque los iones de xenón se producen mediante una combinación de campos magnéticos y de microondas . La ionización se logra mediante un proceso llamado Resonancia Ciclotrónica Electrónica (ECR). En 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 porción polarizada derecha del microondas a los electrones. Esta energía luego se transfiere al gas/ plasma 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 muy eficaz para crear un plasma en gases de baja densidad. Hasta ahora los electrones necesarios los proporcionaba un cátodo hueco . [4]
El propulsor en sí pertenece a la clase de 20 a 50 kW, con un impulso específico de 6.000 a 9.000 segundos y una capacidad de rendimiento del propulsor superior a 100 kg/kW. [2] El objetivo del proyecto, en junio de 2003, era alcanzar un nivel de preparación tecnológica de 4-5 en 2 años.
El HiPEP previo al prototipo producía 670 milinewton (mN) de empuje a un nivel de potencia de 39,3 kW utilizando 7,0 mg/s de combustible, dando un impulso específico de 9620 s. [2] [5] Reducido a 24,4 kW, el HiPEP utilizó 5,6 mg/s de combustible dando un impulso específico de 8270 s y 460 mN de empuje.
La fase 1 del desarrollo de HiPEP concluyó a principios de 2003. [6] Se completó el diseño conceptual del propulsor y concluyeron las pruebas de los componentes individuales. Se construyó un propulsor de laboratorio a gran escala para la Fase 2 del desarrollo del HiPEP. Sin embargo, con la cancelación de la misión Júpiter Icy Moon Orbiter en 2005, el desarrollo de HiPEP también se detuvo. [7] Antes de la cancelación, HiPEP completó una prueba de desgaste de 2000 horas. [8] [9]