Crédito de imagem: NASA / JPL
Um novo projeto de mecanismo de íons, em consideração para a missão Jupiter Icy Moons Orbiter da NASA, foi testado com sucesso. Este foi o primeiro teste de desempenho do Sistema de Íons de Xenônio Elétrico Nuclear, que usará um reator nuclear para gerar eletricidade para o mecanismo de íons da sonda - os motores de íons anteriores, como o Deep Space 1 e o SMART-1, são movidos a energia solar. O novo motor operou com 10 vezes o impulso do Deep Space 1 e deve poder funcionar por 10 anos; tempo suficiente para visitar cada uma das luas geladas de Júpiter, potenciais candidatos à vida.
Um novo projeto de motor de propulsão a íons, uma das várias tecnologias de propulsão candidatas em estudo pelo Projeto Prometheus da NASA para possível uso na missão proposta Jupiter Icy Moons Orbiter, foi testado com sucesso por uma equipe de engenheiros do Laboratório de Propulsão a Jato da NASA, em Pasadena, Califórnia.
O evento marcou o primeiro teste de desempenho do mecanismo de íons Nexis (Sistema de Íon Xenon Elétrico Nuclear) nas condições operacionais de alta eficiência, alta potência e alto impulso necessárias para o uso em aplicações de propulsão elétrica nuclear. Para este teste, o mecanismo Nexis foi alimentado com energia elétrica de utilidade comercial. Os motores de íons usados na sonda proposta Jupiter Icy Moons Orbiter consumiam energia de um reator nuclear espacial a bordo. Os motores de íons, ou propulsores elétricos, impulsionariam o orbital em torno de cada um dos mundos gelados que orbitam Júpiter - Ganymede, Callisto e Europa - para conduzir uma exploração abrangente e de curto alcance de sua composição, história e potencial para sustentar a vida.
"No primeiro dia de teste de desempenho, o propulsor Nexis demonstrou uma das mais altas eficiências que qualquer propulsor de íon xenônio já testado", disse o Dr. James Polk, principal investigador do mecanismo de íons em desenvolvimento na JPL.
O teste foi realizado em 12 de dezembro, na mesma câmara de vácuo da JPL, onde, no início deste ano, o propulsor de íons sobressalentes do Deep Space 1 estabeleceu o recorde de resistência de 30.352 horas (quase 3,5 anos) de operação contínua. O mecanismo Nexis operava com um nível de potência superior a 20 quilowatts, quase 10 vezes o do propulsor Deep Space 1, que permite maior empuxo e, finalmente, velocidades mais altas da espaçonave para uma determinada massa da espaçonave. Ele foi projetado para processar duas toneladas métricas de propulsor, 10 vezes a capacidade do motor Deep Space 1 e operar por 10 anos, duas a três vezes a vida útil do propulsor Deep Space 1.
Os membros da equipe que trabalham no mecanismo Nexis também ajudaram a desenvolver o primeiro mecanismo de íons já voado na bem sucedida missão Deep Space 1 da NASA, que validava 12 tecnologias avançadas de alto risco, entre elas o uso do primeiro mecanismo de íons no espaço.
"O propulsor Nexis é um descendente maior e de alto desempenho do propulsor Deep Space 1 que alcança sua vida extraordinária substituindo o metal, anteriormente usado em componentes-chave, por materiais avançados à base de carbono", disse Tom Randolph, gerente de programa da Nexis na JPL . "O desempenho revolucionário do propulsor resulta de um extenso processo de projeto, incluindo simulações usando modelos de computador detalhados desenvolvidos e validados com o teste de vida do Deep Space 1 e outros dados de teste de componentes".
Ao contrário das queimaduras curtas e de alto impulso da maioria dos motores de foguetes químicos que usam combustíveis sólidos ou líquidos, o mecanismo de íons emite apenas um leve brilho azul de átomos de xenônio com carga elétrica - o mesmo gás encontrado em tubos de flash fotográfico e em muitas lâmpadas de farol. O impulso do motor é tão suave quanto a força exercida por uma folha de papel na palma da sua mão. No longo prazo, o motor pode fornecer 20 vezes mais empuxo por quilograma de combustível do que os foguetes tradicionais.
A chave para a tecnologia de íons é sua alta velocidade de escape. O mecanismo de íons pode funcionar com algumas centenas de gramas de propulsor por dia, tornando-o leve. Menos peso significa menos custo para o lançamento, mas uma espaçonave movida a íons pode ir muito mais rápido e mais longe do que qualquer outra espaçonave.
“Este teste, combinado com o recente teste do motor de íons de propulsão elétrica de alta potência no Centro de Pesquisa Glenn da NASA, é outro exemplo do progresso que estamos fazendo no desenvolvimento das tecnologias necessárias para apoiar as principais missões de exploração espacial em todo o sistema solar e além ”, Disse Alan Newhouse, diretor do Projeto Prometheus. "Desafiamos nossa equipe com objetivos de desempenho difíceis e eles estão demonstrando sua capacidade de serem criativos para superar desafios técnicos".
O Projeto Prometheus da NASA está fazendo investimentos estratégicos em tecnologias de propulsão elétrica e energia de fissão nuclear espacial que permitiriam uma nova classe de missões para o Sistema Solar externo, com capacidades muito além daquelas possíveis com os atuais sistemas de energia e propulsão. A primeira dessas missões em estudo, o Jupiter Icy Moon Orbiter, seria lançado na próxima década e forneceria à NASA melhorias significativas nas capacidades científicas e de telecomunicações e opções de design de missões. Em vez de gerar apenas centenas de watts de eletricidade, como as missões Cassini ou Galileo, que usavam geradores termoelétricos de radioisótopos, o Jupiter Icy Moons Orbiter poderia ter até dezenas de milhares de watts de energia, aumentando o potencial retorno da ciência muitas vezes.
O desenvolvimento do mecanismo de íons Nexis está sendo realizado por uma equipe de engenheiros da JPL; Aerojet, Redmond, Washington; Boeing Electron Dynamic Devices, Torrance, Califórnia; Marshall Space Flight Center da NASA, Huntsville, Alabama; Universidade Estadual do Colorado, Fort Collins, Colorado; Instituto de Tecnologia da Geórgia, Atlanta, Ga .; e a Aerospace Corporation, Los Angeles, Califórnia.
Para obter mais informações sobre o Project Prometheus na Internet, visite: http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm.
Informações sobre a missão proposta Jupiter Icy Moons Orbiter estão disponíveis em: NASA Jimo MIssion.
Fonte original: Comunicado de imprensa da NASA / JPL
