เครดิตรูปภาพ: NASA
นาซ่าได้ทดสอบเครื่องยนต์ไอออนกำลังแรงสูงใหม่ซึ่งจะทำให้ยานอวกาศในอนาคตมีแรงขับเพิ่มขึ้นอย่างมากในการสำรวจระบบสุริยะ เครื่องยนต์แบบนี้น่าจะให้กำลังกับโพรบ JIMO ที่อนุญาตให้เข้าไปในวงโคจรรอบดวงจันทร์ของดาวพฤหัสหลายดวงและทำแผนที่พวกมันอย่างละเอียด
Project Prometheus ของ NASA เพิ่งมาถึงจุดสำคัญด้วยการทดสอบเครื่องยนต์ครั้งแรกที่ประสบความสำเร็จซึ่งสามารถนำไปสู่ความสามารถในการขับเคลื่อนการปฏิวัติสำหรับภารกิจสำรวจอวกาศทั่วทั้งระบบสุริยะและอื่น ๆ
การทดสอบเกี่ยวข้องกับเครื่องยนต์อิออนกำลังแรงสูง (HiPEP) เหตุการณ์ดังกล่าวนับเป็นครั้งแรกในชุดการทดสอบประสิทธิภาพเพื่อแสดงให้เห็นถึงแรงผลักดันความเร็วสูงและพลังงานสูงที่จำเป็นสำหรับการใช้งานในแอปพลิเคชันขับเคลื่อนไฟฟ้านิวเคลียร์ (NEP)
“ การทดสอบเริ่มต้นทำได้ดีมาก” ดร. จอห์นฟอสเตอร์ผู้วิจัยหลักของเครื่องยนต์ไอออน HiPEP ที่ศูนย์วิจัยเกล็น (GRC) ของคลีฟแลนด์ของนาซ่ากล่าว “ การทดสอบนี้เกี่ยวข้องกับทรัสเตอร์ไอออนไมโครเวฟที่ใหญ่ที่สุดที่เคยสร้างมา การใช้ไมโครเวฟสำหรับการไอออไนซ์จะทำให้เครื่องขับดันมีอายุยืนยาวสำหรับการตรวจสอบเอกภพ” เขากล่าว
ทำการทดสอบในห้องสุญญากาศที่ GRC เครื่องยนต์ไอออน HiPEP นั้นทำงานที่ระดับพลังงานสูงถึง 12 กิโลวัตต์และมีความเร็วไอเสียเท่ากันตั้งแต่ 60,000 ถึง 80,000 เมตรต่อวินาที ทรัสเตอร์ถูกออกแบบมาเพื่อให้อายุการใช้งานเจ็ดถึงสิบปีที่ประสิทธิภาพการใช้เชื้อเพลิงสูงกว่าแรงกระตุ้นเฉพาะมากกว่า 6,000 วินาที; หน่วยวัดของจำนวนแรงขับที่เกิดขึ้นต่อปอนด์ของเชื้อเพลิง นี่คือความแตกต่างกับเอ็นจิ้นหลักของกระสวยอวกาศซึ่งมีแรงกระตุ้นเฉพาะ 460 วินาที
Thruster HiPEP ทำงานโดยการทำให้เกิดไอออนซีนอนด้วยไมโครเวฟ ที่ด้านหลังของเครื่องยนต์คู่ของกริดโลหะรูปสี่เหลี่ยมผืนผ้าที่มีประจุไฟฟ้า 6,000 โวลต์ พลังของสนามไฟฟ้านี้มีแรงดึงไฟฟ้าสถิตที่แข็งแกร่งบนประจุซีนอนเร่งพวกมันและสร้างแรงขับที่ขับเคลื่อนยานอวกาศ รูปทรงสี่เหลี่ยมที่แยกออกมาจาก thrusters ไอออนทรงกระบอกที่ใช้มาก่อนได้รับการออกแบบมาเพื่อเพิ่มกำลังเครื่องยนต์และประสิทธิภาพโดยการยืดเครื่องยนต์ การใช้ไมโครเวฟควรให้อายุการใช้งานที่ยาวนานขึ้นและความสามารถในการผลิตไอออนเมื่อเทียบกับเทคโนโลยีที่ทันสมัยในปัจจุบัน
thrusters NEP ระดับใหม่นี้จะมอบข้อได้เปรียบด้านประสิทธิภาพที่เหนือกว่าเครื่องยนต์ไอออนที่บินในห้วงอวกาศ 1 ในปี 1999 การปรับปรุงโดยรวมนั้นรวมถึงปัจจัยที่มีกำลัง 10 หรือมากกว่า; ปัจจัยสองถึงสามในการประหยัดน้ำมัน; ปัจจัยสี่ถึงห้าในแรงดันไฟฟ้ากริด ปัจจัยห้าถึงแปดในช่วงชีวิตของทรัสเตอร์ และการปรับปรุงประสิทธิภาพของทรัสเตอร์ 30% วิศวกรของ GRC จะทำการทดสอบและพัฒนาโมเดลทรัสเตอร์นี้โดยเฉพาะซึ่งจะทำให้การทดสอบประสิทธิภาพสูงสุดที่ระดับพลังงาน 25 กิโลวัตต์
“ การทดสอบนี้แสดงให้เห็นถึงการก้าวกระโดดครั้งใหญ่ในการแสดงให้เห็นถึงศักยภาพของเทคโนโลยีไอออนขั้นสูงซึ่งสามารถขับเคลื่อนภารกิจการสำรวจอวกาศทั่วทั้งระบบสุริยจักรวาลและที่อื่น ๆ ได้” อลันนิวเฮ้าส์ผู้อำนวยการโครงการโพรเทอุสกล่าว “ เราขอชมเชยการทำงานของเกล็นและศูนย์นาซ่าอื่น ๆ ที่สนับสนุนโครงการที่มีความทะเยอทะยานนี้”
HiPEP เป็นหนึ่งในหลาย ๆ เทคโนโลยีการขับเคลื่อนภายใต้การศึกษาของ Project Prometheus เพื่อใช้ในภารกิจการบินครั้งแรกที่เสนอคือ Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO) ขับเคลื่อนด้วยเครื่องปฏิกรณ์นิวเคลียร์ขนาดเล็ก thrusters ไฟฟ้าจะขับเคลื่อนยานอวกาศ JIMO เนื่องจากทำการสำรวจระยะใกล้ของดวงจันทร์น้ำแข็งสามดวงของจูปิเตอร์, แกนีมีด, คาลลิสโตและยูโรปา ดวงจันทร์ทั้งสามสามารถกักเก็บน้ำและเมื่อมีน้ำมีความเป็นไปได้ของชีวิต
การพัฒนาเครื่องยนต์ไอออน HiPEP นั้นดำเนินการโดยทีมวิศวกรจาก GRC Aerojet, Redmond, Wash.; Boeing Electron Dynamic Devices, Torrance, Calif; สถาบันการบินและอวกาศโอไฮโอคลีฟแลนด์; มหาวิทยาลัยมิชิแกน, Ann Arbor, Mich.; มหาวิทยาลัยรัฐโคโลราโดฟอร์ตคอลลินส์โคโล; และมหาวิทยาลัยวิสคอนซินแมดิสัน Wis
ภาพถ่ายคุณภาพการพิมพ์ของเครื่องยนต์ HiPEP ion อยู่ที่:
http://www.grc.nasa.gov/WWW/PAO/pressrel/2003/03-079addm.html
สำหรับข้อมูลเกี่ยวกับ NASA บนอินเทอร์เน็ตโปรดไปที่:
http://www.nasa.gov
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับศูนย์วิจัย Glenn ของนาซ่าไปที่:
http://www.grc.nasa.gov
สำหรับข้อมูลเพิ่มเติมเกี่ยวกับ Project Prometheus บนอินเทอร์เน็ตกรุณาเยี่ยมชม:
http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm
ข้อมูลเกี่ยวกับ JIMO มีอยู่ในอินเทอร์เน็ตที่:
http://spacescience.nasa.gov/missions/JIMO.pdf
แหล่งที่มาดั้งเดิม: NASA News Release
