Quando se trata da próxima geração de exploração espacial, várias tecnologias importantes estão sendo investigadas. Além de naves espaciais e lançadores que poderão enviar astronautas para o Sistema Solar, a NASA e outras agências espaciais também estão procurando novos meios de propulsão. Comparado aos foguetes convencionais, o objetivo é criar sistemas que ofereçam impulso confiável, garantindo a eficiência de combustível.
Para esse fim, a NASA fez uma parceria com a Aerojet Rocketdyne, uma fabricante de propulsão de mísseis e mísseis da Califórnia, para desenvolver um propulsor de Efeito Hall da Propulsão Elétrica Solar (SEP). Conhecido como Sistema Avançado de Propulsão Elétrica (AEPS), a empresa concluiu recentemente um bem-sucedido teste de integração de sistemas neste propulsor, que permitirá missões de exploração do espaço profundo, bem como empreendimentos no espaço comercial.
O teste foi realizado no Glenn Research Center da NASA e focado na unidade de suprimento de descarga (DSU) e na unidade de processamento de energia (PPU), que foram combinadas com um propulsor de desenvolvimento da NASA e testadas em uma câmara de vácuo térmico. O teste provou que o sistema poderia ocultar energia de maneira eficiente, transformando a energia solar em impulso e produzindo o mínimo calor residual.
Como Eileen Drake, CEO e presidente da Aerojet Rocketdyne, disse em recente comunicado à empresa:
“Nossa unidade de suprimento de descarga AEPS teve um desempenho excepcional, produzindo melhorias significativas na eficiência de conversão, importantes para futuras missões exigentes. Esses resultados são uma prova do foco e da dedicação da equipe da Aerojet Rocketdyne em avançar o estado da arte nesta área crítica de tecnologia no espaço. ”
Assim como os propulsores Hall Effect convencionais, o SEP conta com um campo elétrico para ionizar e acelerar um propulsor (na maioria dos casos, um gás nobre como o xenônio). No caso do SEP, a eletricidade necessária é gerada pelas células fotovoltaicas (também conhecidas como painéis solares). Um benefício imediato desse tipo de sistema é que ele pode oferecer empuxo comparável a um sistema convencional de propulsão química, mas usando um décimo do propulsor.
Usando um sistema de propulsão SEP de 10 kW e 425 kg (937 lbs) de propulsor de xenônio, o Alvorecer a sonda conseguiu atingir uma velocidade máxima de 41.260 km / h (mph). Esse teste mais recente envolveu um sistema de 13 quilowatts, e a Aerodyne planeja escalá-lo nos próximos anos. Por exemplo, um sistema de propulsão SEP de 50 kW está planejado para uso no Lunar Orbital Platform-Gateway (LOP-G) proposto pela NASA - anteriormente conhecido como Deep Space Gateway.
Esta estação espacial, que será construída em órbita ao redor da Lua, facilitará futuras missões à superfície lunar, além de servir como ponto de partida para as primeiras missões tripuladas a Marte, e mais profundamente no Sistema Solar. Como Drake indicou:
“Permanecendo na vanguarda da tecnologia de propulsão, nos posicionamos para um papel importante não apenas em voltar à Lua, mas também em qualquer iniciativa futura de enviar pessoas para Marte. O AEPS é a vanguarda da próxima geração de exploração do espaço profundo e estamos emocionados por estar no mastro. ”
Com este último teste concluído, a equipe passará para a fase de finalização e verificação do projeto, que será seguida pela revisão crítica do projeto (CDR) - onde o projeto do propulsor será finalizado e liberado para produção. Se tudo correr como planejado, a versão de 50 kW deste sistema servirá como Elemento de Potência e Propulsão (EPI) no Gateway de Plataforma Orbital Lunar (LOP-G).
Além de desenvolver a tecnologia SEP de próxima geração para a NASA, a Aerodyne também é responsável pelos sistemas de propulsão que alimentam a missão Atmosfera de Marte e Evolução Volátil (MAVEN), as Origens, Interpretação Espectral, Identificação de Recursos, Segurança e Regolith Explorer (OSIRIS-REx ) e a recém lançada Parker Solar Probe.
Na área comercial, a Aerojet Rocketdyne também é responsável pelos propulsores que alimentam a ULA (United Launch Alliance) Atlas V foguete, o Centauro veículo de lançamento do estágio superior e o Motor de Foguete Sólido de Escape de Cápsula da Tripulação (CCE SRM) a bordo do Blue Origin New Shephard cápsula. A empresa também está desenvolvendo propulsores verdes de toxicidade reduzida como uma alternativa ao combustível de hidrazina como parte da Missão de Infusão de Propulsor Verde da NASA (GPIM).
E quando chegar a hora da NASA enviar astronautas de volta à Lua e conduzir sua "Jornada a Marte", os motores da Aerojet Rocketdyne terão um papel importante. Isso inclui os motores RS-25 e RL-10 para os estágios central e superior do Sistema de Lançamento Espacial (SLS), bem como o motor a jato da espaçonave Orion - um componente-chave no Sistema de Abortamento por Lançamento (LAS) da Orion.
Juntamente com foguetes reutilizáveis, aviões espaciais, foguetes de estágio único para órbita e outros sistemas, a Solar Electric Propulsion visa revigorar a exploração espacial e reduzir simultaneamente os custos. Com a combinação de empuxo confiável e eficiência de combustível, os sistemas SEP permitirão missões menores, mais leves e menos caras, abrindo novas oportunidades para a exploração espacial.
