Przełomowy moment w prowadzonym przez NASA Projekcie Prometeusz. Wyniki testów nowego rodzaju napędu mogą oznaczać absolutną rewolucję w dziedzinie lotów kosmicznych. Naukowcy z ośrodka badawczego NASA podali osiągi silnika jonowego HiPEP.

Próby silnika jonowego HiPEP (High Power Electric Propulsion) to pierwszy z całej serii testów, które mają na celu zbadanie jego prędkości i osiąganych mocy pod kątem zastosowania w napędach NEP (Nuclear Power Electric Propulsion).

„Dotychczasowe testy wypadły znakomicie” – twierdzi dr John Foster, szef zespołu badającego napędy jonowe w należącym do NASA Glenn Research Center (GRC). – „Użyliśmy największego silnika jonowego na mikrofale jaki kiedykolwiek powstał. Zastosowanie mikrofal jako czynnika jonizującego oznacza, że silnik może działać przez bardzo długi czas„.

Testy przeprowadzano w komorze próżniowej w GRC. Przy wartościach mocy dochodzących do 12 kilowatów HiPEP osiągał prędkości wylotowe w granicach 60000 do 80000 metrów na sekundę. Nowy napęd jest wysoce efektywny – czas życia silnika to siedem do dziesięciu lat. Charakterystyczna dla silników wartość impulsu (jest to liczba określająca ciąg generowany na jednostkę paliwa) jest w przypadku HiPEP ponad dziesięciokrotnie większa niż dla głównych silników wahadłowców.

Zasada działania HiPEP opiera się na jonizacji ksenonu mikrofalami. Tylna część silnika to dwie prostokątne metalowe siatki naładowane do potencjału 6000 woltów. Siła pola elektrycznego sprawia, że zjonizowane atomy ksenonu są wyrzucane z dużą prędkością co powoduje powstawanie ciągu. Prostokątny kształt dyszy, na rzecz którego zarzucono cylindryczne zakończenia silników, stosuje się z myślą o zwiększeniu mocy i wydajności silnika poprzez wydłużenie całej konstrukcji. Jonizacja mikrofalami powinna zaowocować dłuższym czasem życia silnika w porównaniu z dotychczas stosowanymi technologiami.

Nowa klasa napędów NEP oznacza znaczne zwiększenie efektywności silników jonowych w porównaniu z tym, który zamontowano w Silnik jonowy przepracował blisko 5 lat„>Deep Space 1 w roku 1999. Obecnie osiągana moc wzrosła dziesięciokrotnie, wydajność zużycia paliwa dwu- do trzykrotnie, napięcie sieci jest cztery do pięciu razy większe, czas życia silnika zwiększył się pięcio- do ośmiokrotnie. Ogólna wydajność napędu jest o 30 procent większa niż najstarszych silników jonowych. Inżynierowie z GRC planują dalsze testy i usprawnienia napędu HiPEP, które mają zakończyć się badaniem działania silnika przy maksymalnej mocy 25 kilowatów.

„Widać tu wyraźny postęp, który dokonał się w dziedzinie napędów jonowych. Już wkrótce może to być podstawowy rodzaj napędów instalowany w misjach kosmicznych” – to słowa Alana Newhouse’a, dyrektora Projektu Prometeusz. – „Pracownikom GRC i innych ośrodków NASA należą się duże brawa„.

HiPEP jest jednym z kilku napędów badanych w ramach Projektu Prometeusz i branych pod uwagę przy planowaniu misji Plany przyszłej misji na Jowisza„>Jupiter Icy Moons Orbiter (JIMO). Zasilane małym reaktorem jądrowym, elektryczne silniki zaniosłyby JIMO w pobliże trzech lodowych księżyców Jowisza – Ganimedesa, Kalisto i Europy. Na tych trzech księżycach może istnieć woda, a tam gdzie jest woda, tam może być życie.

Prace nad HiPEP prowadzone są przez zespół inżynierów z GRC; Aerojet; Boeing Electron Dynamic Devices; Ohio Aerospace Institute; University of Michigan; Colorado State University oraz University of Wisconsin.