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SIGUIENTE (propulsor iónico)

Imagen del funcionamiento del propulsor de xenón evolutivo (NEXT) de la NASA en una cámara de vacío

El proyecto NEXT ( Evolutionary Xenon Thruster) de la NASA en el Centro de Investigación Glenn es un propulsor de iones electrostático en rejilla aproximadamente tres veces más potente que el NSTAR utilizado en las naves espaciales Dawn y Deep Space 1. [1] [2] Se utilizó en DART , lanzado en 2021.

El Centro de Investigación Glenn fabricó la cámara de ionización del núcleo del motor de prueba, y Aerojet Rocketdyne diseñó y construyó el conjunto de aceleración de iones. [3] [4]

Propósito y objetivos

NEXT permite transportar cargas útiles más grandes, vehículos de lanzamiento de menor tamaño y otras mejoras de misión en comparación con las tecnologías de propulsión química y otras tecnologías eléctricas para las misiones de exploración de planetas exteriores Discovery , New Frontiers , Mars Exploration y Flagship . [2]

Diseño y rendimiento

El motor NEXT es un tipo de propulsión eléctrica solar en el que los sistemas de propulsión utilizan la electricidad generada por el panel solar de la nave espacial para acelerar el propulsor de xenón a velocidades de hasta 90.000 mph (145.000 km/h o 40 km/s). [3] NEXT puede consumir 6,9  kW de potencia para producir 237  mN de empuje , con un impulso específico de 4.170 segundos (en comparación con los 3120 de NSTAR ), [2] y ha estado en funcionamiento durante más de cinco años. [5] Se puede reducir a 0,5 kW de potencia, cuando tiene un impulso específico de 1320 segundos. [2]

Longevidad e impulso total

El propulsor NEXT ha demostrado, en pruebas terrestres, un impulso total de 17 MN·s; que a partir de 2010 fue el impulso total más alto jamás demostrado por un propulsor de iones. [2] Un área de extracción de haz 1,6 veces mayor que la de NSTAR permite una mayor potencia de entrada del propulsor mientras se mantienen bajos voltajes y densidades de corriente iónica, manteniendo así la longevidad del propulsor. [2]

En noviembre de 2010, se reveló que el prototipo había completado una prueba de 48.000 horas (5,5 años) en diciembre de 2009. [3] [5] [6] Las características de rendimiento del propulsor, medidas en todo el rango de aceleración del propulsor, estaban dentro de las predicciones y el motor mostró pocos signos de degradación y está listo para oportunidades de misión. [2]

Desarrollo y estado

NEXT completó su Revisión de Requisitos del Sistema en julio de 2015 y su Revisión Preliminar de Diseño en febrero de 2016. Las primeras dos unidades de vuelo estarán disponibles a principios de 2019. [7] Después de 2019, será un producto comercial que podrán comprar clientes de la NASA y de fuera de la NASA. [7] Aerojet Rocketdyne y su principal subcontratista ZIN Technologies conservan los derechos para producir el sistema, conocido como NEXT-C para su comercialización futura. [7]

En 2018, el concepto de misión CAESAR al cometa 67P/Churyumov–Gerasimenko fue finalista para la misión n.° 4 del programa New Frontiers y, de haber sido seleccionado, habría sido propulsado por el motor de iones NEXT. [8] Sin embargo, el 27 de junio de 2019, se eligió en su lugar a la otra finalista, la misión Dragonfly . [9]

NEXT-C fue seleccionado [ ¿cuándo? ] para la misión DART.

Uso en el espacio

Lanzada en noviembre de 2021, por primera vez en el espacio, la nave espacial Double Asteroid Redirection Test (DART) utilizó el propulsor de iones NEXT-C [10] [11] [12] impulsado por 22 m 2 de paneles solares que generan ~3,5 kW. [13]

Véase también

Referencias

  1. ^ George R Schmidt; Michael J Patterson; Scott W Benson. "El propulsor de xenón evolutivo de la NASA (NEXT): el siguiente paso para la propulsión estadounidense en el espacio profundo" (PDF) . Archivado desde el original (PDF) el 18 de mayo de 2010.
  2. ^ abcdefg Herman, Daniel A. (3–7 de mayo de 2010), "Hito de rendimiento de propulsor de calificación del proyecto NEXT (evolutivo de propulsor de xenón) de la NASA: rendimiento, erosión y predicción de la vida útil del propulsor después de 450 kg" (PDF) , 57.ª Reunión conjunta de propulsión del Ejército, la Marina, la NASA y la Fuerza Aérea (JANNAF) , Colorado Springs, Colorado, EE. UU.: NASA - Glenn Research Center , consultado el 8 de marzo de 2014
  3. ^ abc Dwayne Brown; Katherine K. Martin; Glenn Mahone. "El propulsor de la NASA alcanza un récord mundial de más de 5 años de funcionamiento" . Consultado el 24 de junio de 2013 .
  4. ^ El propulsor de la NASA alcanza un récord mundial de más de cinco años de funcionamiento. NASA. 24 de junio de 2013.
  5. ^ de David Szondy. "El propulsor iónico NEXT de la NASA funciona durante cinco años y medio sin parar y establece un nuevo récord" . Consultado el 26 de junio de 2013 .
  6. ^ Nancy Smith Kilkenny, SGT, Inc. "NEXT ofrece propulsión duradera y altas velocidades para misiones en el espacio profundo" . Consultado el 29 de septiembre de 2013 .{{cite web}}: CS1 maint: varios nombres: lista de autores ( enlace )
  7. ^ abc Dolloff, M.; Jackson, J. (marzo de 2016). Estado actual del propulsor de xenón evolutivo de la NASA - Comercial (NEXT-C) (PDF) . 47.ª Conferencia de Ciencia Lunar y Planetaria.
  8. ^ "Descripción general del proyecto CAESAR" (PDF) . Instituto Lunar y Planetario . 17 de enero de 2018 . Consultado el 19 de enero de 2018 .
  9. ^ Brown, David (27 de junio de 2019). «La NASA anuncia una nueva misión con el dron Dragonfly para explorar Titán». The New York Times . Consultado el 27 de junio de 2019 .
  10. ^ Defensa Planetaria: Misión de Prueba de Redirección de Doble Asteroide (DART) NASA 2017 Dominio públicoEste artículo incorpora texto de esta fuente, que se encuentra en el dominio público .
  11. ^ Kantsiper, Brian (2017). "La misión de prueba de redirección de asteroides dobles (DART) con propulsión eléctrica". Conferencia aeroespacial IEEE de 2017. págs. 1–7. doi :10.1109/AERO.2017.7943736. ISBN 978-1-5090-1613-6. Número de identificación del sujeto  43072949.
  12. ^ Herridge, Linda (24 de noviembre de 2021). «NASA y SpaceX lanzan DART: primera misión de prueba de defensa planetaria». nasa.gov . NASA . Consultado el 26 de noviembre de 2021 .
  13. ^ Adams, Elena; Oshaughnessy, Daniel; Reinhart, Matthew; John, Jeremy; Congdon, Elizabeth; Gallagher, Daniel; Abel, Elisabeth; Atchison, Justin; Fletcher, Zachary; Chen, Michelle; Heistand, Christopher; Huang, Philip; Smith, Evan; Sibol, Deane; Bekker, Dmitriy; Carrelli, David (2019). "Prueba de redirección de asteroides dobles: la Tierra contraataca". Conferencia Aeroespacial IEEE de 2019. págs. 1–11. doi :10.1109/AERO.2019.8742007. ISBN . 978-1-5386-6854-2.S2CID 195222414  .