Cuando se trata de la próxima generación de exploración espacial, se están investigando varias tecnologías clave. Además de las naves espaciales y los lanzadores que podrán enviar astronautas más lejos en el Sistema Solar, la NASA y otras agencias espaciales también están buscando nuevos medios de propulsión. En comparación con los cohetes convencionales, el objetivo es crear sistemas que ofrezcan un empuje confiable y garanticen la eficiencia del combustible.
Con este fin, la NASA se ha asociado con Aerojet Rocketdyne, un fabricante de propulsión de cohetes y misiles con sede en California, para desarrollar un propulsor de efecto Hall de propulsión eléctrica solar (SEP). Conocido como el Sistema Avanzado de Propulsión Eléctrica (AEPS), la compañía completó recientemente una exitosa prueba temprana de integración de sistemas en este propulsor, que permitirá misiones de exploración del espacio profundo, así como esfuerzos comerciales espaciales.
La prueba tuvo lugar en el Centro de Investigación Glenn de la NASA y se centró en la unidad de suministro de descarga (DSU) y la unidad de procesamiento de energía (PPU), que se combinaron con un propulsor de desarrollo de la NASA y luego se probaron en una cámara de vacío térmico. La prueba demostró que el sistema podía encubrir la energía de manera eficiente, convirtiendo la energía solar en empuje y produciendo un mínimo calor residual.
Como Eileen Drake, CEO y presidente de Aerojet Rocketdyne, dijo en un reciente comunicado de prensa de la compañía:
“Nuestra unidad de suministro de descarga AEPS funcionó excepcionalmente, produciendo mejoras significativas en la eficiencia de conversión importantes para futuras misiones exigentes. Estos resultados son un testimonio del enfoque y la dedicación del equipo Aerojet Rocketdyne para avanzar en el estado del arte en esta área crítica de tecnología en el espacio ".
Al igual que los propulsores de efecto Hall convencionales, SEP se basa en un campo eléctrico para ionizar y acelerar un propulsor (en la mayoría de los casos, un gas noble como el xenón). En el caso de SEP, la electricidad necesaria es generada por células fotovoltaicas (también conocidos como paneles solares). Un beneficio inmediato de este tipo de sistema es que puede ofrecer un empuje comparable al de un sistema de propulsión química convencional, pero utilizando una décima parte del propulsor.
Usando un sistema de propulsión SEP de 10 kW y 425 kg (937 lbs) de propulsor de xenón, el Amanecer la nave espacial pudo alcanzar una velocidad máxima de 41,260 km / h (mph). Esta prueba más reciente involucró un sistema de 13 kilovatios, y Aerodyne planea ampliarlo en los próximos años. Por ejemplo, se planea utilizar un sistema de propulsión SEP de 50 kW en la Plataforma-Orbital Lunar-Gateway (LOP-G) propuesta por la NASA, anteriormente conocida como Deep Space Gateway.
Esta estación espacial, que se construirá en órbita alrededor de la Luna, facilitará futuras misiones a la superficie lunar, además de servir como punto de partida para las primeras misiones tripuladas a Marte, y más profundamente en el Sistema Solar. Como Drake indicó:
“Al mantenernos a la vanguardia de la tecnología de propulsión, nos hemos posicionado para un papel importante no solo en volver a la Luna, sino también en cualquier iniciativa futura para enviar personas a Marte. AEPS es la vanguardia para la próxima generación de exploración del espacio profundo y estamos encantados de estar en el mástil ".
Con esta última prueba completa, el equipo pasará a la fase de finalización y verificación del diseño, que será seguida por la revisión crítica del diseño (CDR), donde el diseño del propulsor se finalizará y se autorizará para la producción. Si todo sale según lo planeado, la versión de 50 kW de este sistema servirá como el Elemento de Poder y Propulsión (PPE) en el Portal de la Plataforma Orbital Lunar (LOP-G).
Además de desarrollar la tecnología SEP de próxima generación para la NASA, Aerodyne también es responsable de los sistemas de propulsión que impulsan la misión Atmosfera de Marte y la Evolución Volátil (MAVEN), los Orígenes, Interpretación espectral, Identificación de recursos, Seguridad, Explorador de regolitos (OSIRIS-REx ) y la sonda Parker Solar Probe recientemente lanzada.
En el ámbito comercial, Aerojet Rocketdyne también es responsable de los propulsores que impulsan la United Launch Alliance (ULA) Atlas V cohete, el Centauro vehículo de lanzamiento de la etapa superior, y el Crew Capsule Escape Solid Rocket Motor (CCE SRM) a bordo del Blue Origin Nuevo Shephard cápsula. La compañía también está desarrollando propulsores verdes de toxicidad reducida como una alternativa al combustible de hidrazina como parte de la Misión de Infusión de Propulsores Verdes (GPIM) de la NASA.
Y cuando llegue el momento de que la NASA envíe a los astronautas de regreso a la Luna y realice su "Viaje a Marte", los motores de Aerojet Rocketdyne jugarán un papel clave. Estos incluyen los motores RS-25 y RL-10 para el núcleo y la etapa superior del Sistema de Lanzamiento Espacial (SLS), así como el motor de lanzamiento en la nave espacial Orion, un componente clave en el Sistema de Aborto de Lanzamiento (LAS) de Orion.
Junto con los cohetes reutilizables, los aviones espaciales, los cohetes de una etapa a órbita y otros sistemas, la Propulsión eléctrica solar se trata de revitalizar la exploración espacial y, al mismo tiempo, reducir los costos. Con su combinación de empuje confiable y eficiencia de combustible, los sistemas SEP permitirán misiones más pequeñas, más livianas y menos costosas, abriendo nuevas oportunidades para la exploración espacial.
