Un nou tip de propulsor electromagnetic a finalizat cu succes un test initial la Laboratorul de Propulsie cu Reactie (JPL) al NASA, oferind o perspectiva asupra modului în care astronautii ar putea calatori spre Marte.
Daca va fi dezvoltata în continuare, aceasta tehnologie ar putea alimenta si misiuni robotice în întregul Sistem Solar.
Un important pas înainte
Pe 24 februarie, inginerii de la JPL din California de Sud au efectuat un test major al motorului experimental, actionându-l la niveluri de putere superioare oricarui test similar realizat anterior în Statele Unite.
Propulsorul functioneaza cu vapori de litiu metalic si reprezinta un important pas înainte în domeniul propulsiei electrice. Acest prim test a împins prototipul dincolo de capacitatile oricarui propulsor electric folosit în prezent pe nave spatiale NASA.
Rezultatele urmeaza sa ghideze o serie de experimente viitoare menite sa rafineze si sa scaleze tehnologia. „La NASA, lucram la multe lucruri simultan si nu am pierdut din vedere Marte. Performanta reusita a propulsorului nostru în acest test demonstreaza un progres real catre trimiterea unui astronaut american care sa paseasca pe Planeta Rosie”, a declarat Jared Isaacman, administratorul NASA.
„Aceasta este prima data în Statele Unite când un sistem de propulsie electrica a functionat la niveluri de putere atât de ridicate, ajungând pâna la 120 de kilowati. Vom continua sa facem investitii strategice care vor propulsa urmatorul salt urias.”
În timpul a cinci cicluri de aprindere, electrodul central din tungsten al propulsorului s-a încalzit spectaculos, stralucind alb-intens la temperaturi care au depasit 2.800 de grade Celsius. Testul a avut loc în Laboratorul de Propulsie Electrica al JPL, care gazduieste o camera de vid specializata, conceputa pentru a evalua în siguranta motoare care utilizeaza propulsoare cu vapori de metal la niveluri extrem de ridicate de putere.
Cum functioneaza propulsia electrica
Sistemele de propulsie electrica sunt cu aproximativ 90% mai eficiente decât rachetele chimice traditionale. În loc sa produca o explozie puternica de forta, ele genereaza o împingere constanta pe perioade lungi, accelerând treptat navele spatiale la viteze foarte mari.
Misiunile actuale ale NASA se bazeaza pe aceasta abordare. De exemplu, nava spatiala Psyche foloseste propulsori electrici alimentati cu energie solara care ofera o forta continua, ajungând la viteze de aproximativ 200.000 km/h.
Noul motor testat este un propulsor magnetoplasmadinamic (MPD) alimentat cu litiu. Desi conceptul exista din anii 1960, nu a fost niciodata folosit operational. Spre deosebire de sistemele existente, acest design utilizeaza curenti electrici puternici si câmpuri magnetice pentru a accelera plasma creata din litiu, producând o forta mai mare la niveluri superioare de putere.
În acest test initial, propulsorul a atins pâna la 120 de kilowati, adica de peste 25 de ori mai mult decât puterea motoarelor care functioneaza în prezent pe Psyche. Astfel, el reprezinta cel mai puternic sistem de propulsie electrica testat vreodata în Statele Unite.
„Proiectarea si constructia acestor propulsoare în ultimii doi ani si jumatate au reprezentat o pregatire îndelungata pentru acest prim test”, a declarat James Polk, cercetator principal la JPL. „Este un moment urias pentru noi, deoarece nu doar am demonstrat ca propulsorul functioneaza, ci am atins si nivelurile de putere vizate. Stim ca avem o platforma buna de testare pentru a începe sa abordam provocarile scalarii.”
Polk a observat testul printr-un hublou al unei camere de vid racite cu apa, lunga de 8 metri. La activare, propulsorul a produs un jet luminos, stralucitor, în timp ce electrodul exterior s-a încalzit si a emis un flux intens rosu de plasma. Polk a petrecut decenii studiind acest tip de propulsie, contribuind la misiuni anterioare precum Dawn si Deep Space 1, care au demonstrat pentru prima data propulsia electrica dincolo de orbita Pamântului.
Sperante pentru misiuni umane pe Marte
Urmatoarea provocare este cresterea si mai accentuata a pu-terii motorului. Cercetatorii vizeaza niveluri între 500 de kilowati si 1 megawatt per propulsor în anii urmatori. Deoarece sistemul va functiona la calduri extreme, inginerii trebuie sa demonstreze ca el poate opera fiabil pe perioade lungi.
O misiune cu echipaj uman spre Marte ar putea necesita o putere totala între 2 si 4 megawati. Acest lucru ar implica probabil mai multe propulsoare care lucreaza împreuna mai mult de 23.000 de ore.
Propulsoarele MPD alimentate cu litiu ofera mai multe avantaje. Ele pot opera la puteri foarte mari, utilizeaza eficient propulsorul si produc mai multa forta decât sistemele actuale de propulsie electrica. Atunci când sunt combinate cu o sursa de energie nucleara, ar putea reduce masa totala necesara la lansare si ar permite încarcaturi utile mai grele pentru misiunile umane.
Aceasta combinatie ar putea face misiunile de lunga durata spre Marte mai practice si mai rentabile. Dezvoltarea acestui propulsor este în derulare de 2 ani si jumatate. Efortul este condus de JPL, în colaborare cu Universitatea Princeton din New Jersey si Centrul de Cercetare Glenn al NASA din Cleveland.
Finantarea este asigurata prin proiectul NASA Space Nuclear Propulsion, care a lansat în 2020 dezvoltarea de tehnologii-cheie necesare pentru sistemele de propulsie nuclear-electrica.
GABRIEL TUDOR
Comentarii