Інженери з NASA та Aerojet Rocketdyne розпочинають кваліфікаційні випробування передових двигунів на сонячній енергії (Solar Electric Propulsion, SEP), які змінять правила гри в галузі космічних двигунів.
Кульмінацією цієї роботи стане запуск цих інноваційних двигунів на Lunar Gateway, починаючи з 2025 року, що зробить його найпотужнішим космічним кораблем SEP із колись запущених. Gateway — це місячна космічна станція, яка стане важливою частиною програми NASA Artemis.
Удосконалена електрична рухова установка (Advanced Electric Propulsion System, AEPS), створена Aerojet Rocketdyne в рамках програми НАСА з демонстрації технологій, забезпечує рухову потужність 12 кіловат, що більш ніж удвічі перевищує потужність сучасних сучасних космічних електричних рухових установок. Ці інноваційні системи демонструють надзвичайно високу економію палива за меншої тяги, забезпечуючи гнучкість місії та можливості, які недосяжні при використанні традиційних хімічних рухових установок. Три двигуни AEPS будуть використовуватися на силовому та руховому елементі (Power and Propulsion Element, PPE) для маневрування Gateway під час його запланованої мінімальної 15-річної місії.
«AEPS — це справді технологія нового покоління, — сказав Клейтон Качеле, керівник проекту AEPS у Дослідницькому центрі Гленна НАСА у Клівленді. «Існуючі електричні силові установки споживають близько чотирьох з половиною кіловат потужності, тоді як тут ми значно збільшуємо потужність одного двигуна. Це відкриває цілий світ можливостей для майбутніх космічних досліджень, і AEPS допоможе нам рухатися далі та швидше».
AEPS має пройти кваліфікаційні випробування, перш ніж буде сертифіковано для польотів на шлюзі. Об'єднана команда NASA-Aerojet використовуватиме під час цих випробувань два кваліфікаційні пристрої — моделі, майже ідентичні двигунам, що літатимуть на PPE.
На початку липня інженери з NASA Glenn, Лабораторії реактивного руху агентства та Aerojet Rocketdyne розпочали річну серію випробувань у кількох місцях, щоб переконатися, що AEPS працює правильно та відповідає вимогам. Інженери спочатку проведуть приймальні випробування однієї з цих моделей двигунів, щоб переконатися, що вона виготовлена правильно, а потім піддана її екстремальним вібраційним, ударним і тепловим умовам, подібним до тих, з якими він стикатиметься під час запуску і польоту. Команда також запускатиме пристрій до і після цих випробувань, використовуючи його на різних рівнях потужності, щоб змоделювати умови польоту та зібрати дані про продуктивність.
«Ця тестова кампанія має велике значення», — сказав Рохіт Шастрі, провідний інженер AEPS. «Це свого роду останній етап перед тим, як ми зазнаємо двигунів, які дійсно літатимуть на Gateway».
Другий кваліфікаційний блок прибуде в NASA у 2024 році для проходження випробування на зношування, яке імітує очікувані умови, з якими AEPS зіштовхуватиметься під час початкового підйому орбіти Gateway та переходу на місячну орбіту. NASA очікує, що двигуни пропрацюють загалом 23 000 годин протягом майже чотирирічної випробувальної кампанії у масивних вакуумних камерах NASA Glenn.
Щоб переконатися, що Gateway готовий до запуску та доставки на Місяць, зараз будуються фактичні льотні двигуни PPE, які будуть запущені в космос до того, як будуть завершені всі багаторічні випробування на знос.
«Для місій NASA терміни запуску мають вирішальне значення», — сказав Качеле. «У даному випадку NASA намагається прискорити процес, і ми це робимо розумно. Ми проведемо кілька тисяч годин випробувань на зношування, щоб підтвердити успішну роботу перед запуском PPE. Потім ми відпрацюємо останні 15 000 годин або повністю кваліфікувати AEPS для майбутніх клієнтів, у тому числі в NASA та інших державних установах і комерційних партнерах».
За словами інженерів, електрична силова установка великої потужності має вирішальне значення для майбутніх транспортних систем з екіпажем, які відіграють ключову роль у дослідженні NASA більшої кількості далекого космосу за межами Місяця.
«Я думаю, буде цікаво подивитися, які місії зрештою дозволить вирішити цю технологію», — сказав Шастрі. «Ми розсуваємо межі того, що було зроблено, і робимо гігантські стрибки вперед, використовуючи можливості та можливості».
Працями NASA з розробки потужних сонячних електродвигунів керує NASA Glenn під керівництвом Управління космічних технологій агентства.
