Crédit d'image: NASA / JPL
Une nouvelle conception de moteur ionique, à l'étude pour la mission Jupiter Icy Moons Orbiter de la NASA, a été testée avec succès. Il s'agissait du premier test de performance du système nucléaire électrique au xénon, qui utilisera un réacteur nucléaire pour produire de l'électricité pour le moteur ionique du vaisseau spatial - les moteurs ioniques précédents, comme sur Deep Space 1 et SMART-1, sont alimentés par l'énergie solaire. Le nouveau moteur fonctionnait avec 10 fois la poussée de Deep Space 1 et devrait pouvoir fonctionner pendant 10 ans; assez de temps pour visiter chacune des lunes glacées de Jupiter qui sont des candidats potentiels à la vie.
Une nouvelle conception de moteur de propulsion ionique, l'une des technologies de propulsion candidates à l'étude par le projet Prometheus de la NASA pour une utilisation possible sur la mission proposée Jupiter Icy Moons Orbiter, a été testée avec succès par une équipe d'ingénieurs du Jet Propulsion Laboratory de la NASA, Pasadena, en Californie.
L'événement a marqué le premier test de performance du moteur ionique Nuclear Electric Xenon Ion System (Nexis) aux conditions de fonctionnement à haut rendement, haute puissance et forte poussée nécessaires pour une utilisation dans les applications de propulsion nucléaire électrique. Pour ce test, le moteur Nexis était alimenté par une alimentation électrique commerciale. Les moteurs ioniques utilisés sur le vaisseau spatial proposé Jupiter Icy Moons Orbiter tireraient leur puissance d'un réacteur nucléaire spatial embarqué. Les moteurs ioniques, ou propulseurs électriques, propulseraient l'orbiteur autour de chacun des mondes glacés en orbite autour de Jupiter - Ganymède, Callisto et Europa - pour mener une exploration approfondie et rapprochée de leur composition, de leur histoire et de leur potentiel de survie.
"Le tout premier jour des tests de performances, le propulseur Nexis a démontré l'une des plus hautes efficacités de tous les propulseurs à ions xénon jamais testés", a déclaré le Dr James Polk, chercheur principal du moteur ionique en cours de développement au JPL.
Le test a été effectué le 12 décembre dans la même chambre à vide du JPL où, plus tôt cette année, le propulseur ionique de rechange Deep Space 1 a établi le record d'endurance de 30352 heures (près de 3,5 ans) de fonctionnement continu. Le moteur Nexis fonctionnait à une puissance supérieure à 20 kilowatts, près de 10 fois celle du propulseur Deep Space 1, ce qui permet une poussée plus importante et, finalement, des vitesses de vaisseau spatial plus élevées pour une masse de vaisseau spatial donnée. Il est conçu pour traiter deux tonnes de propulseur, 10 fois la capacité du moteur Deep Space 1 et fonctionner pendant 10 ans, deux à trois fois la durée de vie du propulseur Deep Space 1.
Les membres de l'équipe travaillant sur le moteur Nexis ont également aidé à développer le premier moteur ionique jamais utilisé dans le cadre de la mission Deep Space 1 de la NASA, qui a très bien réussi, et qui a validé 12 technologies avancées à haut risque, parmi lesquelles l'utilisation du premier moteur ionique dans l'espace.
«Le propulseur Nexis est un descendant plus grand et plus performant du propulseur Deep Space 1 qui atteint sa durée de vie extraordinaire en remplaçant le métal, précédemment utilisé dans les composants clés, par des matériaux avancés à base de carbone», a déclaré Tom Randolph, responsable du programme Nexis chez JPL. . "Les performances révolutionnaires du propulseur résultent d'un processus de conception approfondi comprenant des simulations utilisant des modèles informatiques détaillés développés et validés avec le test de durée de vie Deep Space 1 et d'autres données de test de composants."
Contrairement aux brûlures courtes et à forte poussée de la plupart des moteurs-fusées chimiques qui utilisent des combustibles solides ou liquides, le moteur ionique n'émet qu'une faible lueur bleue d'atomes de xénon électriquement chargés - le même gaz que celui des tubes photo-éclair et de nombreuses ampoules de phares. La poussée du moteur est aussi douce que la force exercée par une feuille de papier tenue dans la paume de votre main. Sur le long terme cependant, le moteur peut fournir 20 fois plus de poussée par kilogramme de carburant que les fusées traditionnelles.
La clé de la technologie ionique est sa vitesse d'échappement élevée. Le moteur ionique peut fonctionner avec quelques centaines de grammes de propulseur par jour, ce qui le rend léger. Moins de poids signifie moins de coûts de lancement, mais un vaisseau spatial à propulsion ionique peut aller beaucoup plus vite et plus loin que tout autre vaisseau spatial.
«Ce test, en combinaison avec le récent test du moteur ionique à propulsion électrique haute puissance au Glenn Research Center de la NASA, est un autre exemple des progrès que nous faisons dans le développement des technologies nécessaires pour soutenir les missions phares d'exploration spatiale dans tout le système solaire et au-delà. », A déclaré Alan Newhouse, directeur du projet Prometheus. «Nous avons mis au défi notre équipe avec des objectifs de performance difficiles et ils démontrent leur capacité à faire preuve de créativité pour surmonter les défis techniques.»
Le projet Prometheus de la NASA réalise des investissements stratégiques dans l'énergie nucléaire de fission nucléaire et les technologies de propulsion électrique qui permettraient une nouvelle classe de missions vers le système solaire extérieur, avec des capacités bien au-delà de celles possibles avec les systèmes actuels d'alimentation et de propulsion. La première mission de ce type à l'étude, le Jupiter Icy Moon Orbiter, serait lancée au cours de la prochaine décennie et fournirait à la NASA des capacités scientifiques et de télécommunications et des options de conception de mission considérablement améliorées. Au lieu de générer seulement des centaines de watts d'électricité comme les missions Cassini ou Galileo, qui utilisaient des générateurs thermoélectriques à radio-isotopes, le Jupiter Icy Moons Orbiter pourrait avoir jusqu'à des dizaines de milliers de watts de puissance, augmentant ainsi le retour potentiel de la science à plusieurs reprises.
Le développement du moteur ionique Nexis est assuré par une équipe d'ingénieurs du JPL; Aerojet, Redmond, Wash .; Boeing Electron Dynamic Devices, Torrance, Californie; Marshall Space Flight Center de la NASA, Huntsville, Ala .; Université d'État du Colorado, Fort Collins, Colo .; Georgia Institute of Technology, Atlanta, Ga .; et Aerospace Corporation, Los Angeles, Californie.
Pour plus d'informations sur Project Prometheus sur Internet, visitez: http://spacescience.nasa.gov/missions/prometheus.htm.
Des informations sur la mission proposée de Jupiter Icy Moons Orbiter sont disponibles à l'adresse: NASA Jimo MIssion.
Source d'origine: communiqué de presse NASA / JPL
